İki izolatör kullanarak bir elektrik kablosu oluşturma

SIKI BAĞ YAPIMI (Haziran 2019).

Anonim

Yeni nesil bilgisayarlar için gerekli olan devrim niteliğindeki yeni elektronik cihazlar yeni ve yeni materyal sistemleri gerektiriyor. Minnesota Üniversitesi ve Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı'ndaki bilim adamları, iki oksit malzemenin belirli bir yönelimde birleştirilmesinin, yoğun şekilde paketlenmiş yüksek derecede hareketli elektronlar tabakasına yol açtığını gösterdi. Levha, bağlanan elektronlar neodimiyum bazlı bir oksit olan NdTiO3'ün birleşimine strontium, SrTiO 3'e dayanan bir malzemeye atlayıp serbest hale geldiğinde oluşturulur. Bu elektronların yoğunluğu - iki materyalin birleşmesinde gözlenen en yüksek - yeni bir elektronik cihaz sınıfının yolunu açıyor.

Teknoloji tabanımızı genişlettikten sonra yeni işlevler sergileyen yeni elektronik cihaz çeşitleri sürekli aranmaktadır. Mevcut elektronik malzemelerle üretilemeyen bu tür bir cihaz, yüksek frekanslı bir plazmonik alan etkisi transistörüdür. Bu cihaz çok hızlı bir elektronik sinyali çok hızlı açıp kapatabilir, silikon gibi geleneksel yarı iletken malzemelerle elde edilemeyen bir şey olabilir. NdTiO 3 ve SrTiO 3 arasındaki arayüz, her iki oksit de elektriği saf bir malzeme olarak kullanmasa da, böyle bir yol oluşturur.

Araştırmacılar, NdTiO 3 ve SrTiO 3'ün birbirini izleyen, ultra ince tabakalarını kristal bir yüzey üzerinde biriktirerek ve özelliklerini deneysel ve teorik olarak inceleyerek, çok yüksek bir mobil elektron yoğunluğunun SrTiO 3 katmanları içinde üretilebildiğini ve sınırlandığını gösterdi. Hareketli elektronlar kolayca hareket edemeyecekleri NdTiO 3 katmanlarından atlarlar ve hareket edebilecekleri SrTiO 3 katmanlarına girerler.

Neden elektronlar zıplıyor? Kombine malzeme sistemini stabilize etmek için belirli bir sayı NdTiO 3'ten SrTiO 3'e atlamalıdır. NdTiO 3'teki neodim (Nd) ve titanyum (Ti) iyonlarını stabilize eden yüklere, elektron yeniden düzenlemesi olmaksızın ulaşılamaz ve bu yeniden düzenlemenin bir kısmı, komşu SrTiO 3 katmanlarına birleşme boyunca atlayan bazı elektronları içerir. Bununla birlikte, NdTiO 3 tabakası belli bir kalınlığa ulaştığında, NdTiO 3 tabakasındaki gevşek bir şekilde bağlanmış elektronların, bir şelaleden akan su gibi, bitişik SrTiO 3 tabakasına dökülmesi için enerjisel olarak elverişli hale gelir. Bu olduğunda, SrTiO 3 tabakaları, yüksek yoğunlukta mobil elektronları olan iletken kanallar haline gelir.

menu
menu