Новости / События / Обнаружен самый быстрый полупроводниковый материал
02.11.2023
Обнаружен самый быстрый полупроводниковый материал
В исследовании Колумбийского университета установлено, что «суператомный» материал обладает лучшими полупроводниковыми возможностями. По показателям скорости и эффективности передачи информации он превзошел кремний – основной полупроводник в электронике. «Суператомный» материал состоит из рения, селена и хлора. Его формула – Re6Se8Cl2. Название обусловлено тем, что атомы названных элементов формируют структуру, действующую как единый атом. Это определяет в том числе полупроводниковые свойства. Отличия от других материалов заключаются в поведении квантовых частиц. В атомной структуре существуют фононы, представляющие собой крошечные вибрации, распространяемые в виде квантовых частиц. В традиционной структуре они рассеивают электроны и экситоны, несущие энергию. Это приводит к тепловым потерям и ограничивает полупроводниковые возможности. Однако в «суператомном» материале фононы и экситоны при столкновении связываются, объединяясь в квазичастицы, известные как акустические экситон-поляроны. При меньшей скорости движения относительно экситонов они также переносят энергию. Отсутствие потерь за счет рассеивания обеспечивает стабильное и последовательное движение частиц и, следовательно, более высокую скорость передачи информации. Установлено, что скорость движения поляронов «суператомного» материала примерно вдвое выше, чем электронов кремния. К тому же, в отличие от электронов, поляроны управляются светом, а не электричеством. В целом оценивается, что «суператомный» материал обеспечит повышение скорости передачи информации на 6 порядков в сравнении с используемыми полупроводниками. Однако, по утверждению ученых, появление рассмотренного «суператомного» материала на рынке маловероятно ввиду редкости и высокой стоимости рения. Но они утверждают, что проведенное исследование станет отправной точкой для изучения других аналогичных по атомной структуре суператомных и двумерных материалов на полупроводниковые свойства. Среди них могут оказаться более дешевые материалы с сопоставимыми показателями.
