Уникальный материал для электроники

Исследовательская группа в Университете штата Огайо нашла способ упростить использование электронов в электронных устройствах, - пишет NatureMaterials.

Ученые использовали материал, который может выполнять двойную роль.

Обычно каждая часть электронного устройства может быть либо держателем электронов, либо  пустот (дырок), но не того и другого одновременно. Это означает, что для работы электроники требовалось несколько слоев и несколько материалов.

«Мы смогли создать материал с двойной функцией, - объяснил Джозеф Хереманс, соавтор исследования, профессор механики и аэрокосмической техники. Каждый электрон имеет отрицательный заряд и может излучать или поглощать энергию. Пустоты, где отсутствует электрон, - имеют положительный заряд. Электронные устройства работают, перемещая электроны и пустоты».

Исследователи из штата Огайо нашли NaSn2As2 - кристалл, который может быть держателем и электронов, и пустот, потенциально устраняя необходимость в нескольких слоях.

С новым материалом изменится способ реализации электронных устройств: от солнечных батарей, до светодиодов, транзисторов и много другого, работающего на их основе.

Новая разработка сможет значительно упростить и разработку, и изготовление  электронных устройств, одновременно повысив их надежность и долговечность.

«Мы получили новое семейство слоистых кристаллов, в которых носители ведут себя как электроны при перемещении внутри каждого слоя, и как пустоты при перемещении через слои... Эти материалы позволят создавать уникальные электронные устройства», - сказал Джошуа Голдбергер - доцент кафедры химии и биохимии в штате Огайо.

Исследователи назвали это явление двойной способности «гониополярностью». Они полагают, что материал функционирует таким образом из-за его уникальной электронной структуры. По их мнению, и другие слоистые материалы могли бы показать это свойство.

«Мы просто еще не нашли их, - сказал Хереманс. - Но теперь мы знаем, как их искать».

Исследователи сделали открытие почти случайно. Аспирант из лаборатории Хереманса, Бин Хе, измерял свойства кристалла, когда заметил, что материал ведет себя иногда как держатель электронов, а иногда как держатель пустот – наука считала, что это невозможно. Он подумал, что, возможно, допустил ошибку, снова и снова запускал эксперимент, получая тот же результат.