Останнім часом, топологічні ізолятори, стали однією з найгарячіших тем у фізиці. Ці матеріали, володіють винятковими властивостями, вони служать одночасно ізолятором і провідником. Їх внутрішня частина, служить ізолятором, в той час як краю, дозволяють рух електричного заряду.

Головна особливість полягає в тому, що на поверхні топологічних ізоляторів існує можливість транспортування спін-поляризованим електронів, запобігаючи їх розсіювання, у той час як у звичайному провіднику, електрони відхиляються від своєї траєкторії, в результаті дисипації.

Через своїх характеристик, ці матеріали мають великий потенціал, для використання їх у майбутніх енергоефективних транзисторах, пристроях пам'яті і магнітних датчиках.
У дослідженні, опублікованому 13 лютого в «Nature Nanotechnologi», вчений Генрі Самуель з Каліфорнійського університету, показав поверхневі канали провідності, в топологічних нанолентах, зроблених з телуриду вісмуту і продемонстрував ефект перебудовуються поверхневих станів, цих нанолент, які були в стані включатися і виключатися, в залежності від положення рівня Фермі.

«Наше дослідження, дає безліч можливостей у створенні нових пристроїв, з низьким рівнем дисипації» говорить Кан Л. Ван Рейчеон, професор електротехніки, в Каліфорнійському університеті, один із членів команди, що працювала над проектом.

Телурид вісмуту, відомий як термоелектричний матеріал, а так само топологічний ізолятор, з унікальними поверхневими станами. Недавні експерименти з теллурідов вісмуту, виявили двовимірну провідність каналів, що походять з його поверхневих станів.

Ван і його команда використовували наноленти, як провідні канали, в структурах польових транзисторів, які працюють на основі електричних полів, контролюючих рівень Фермі, а отже і провідність самого каналу. Дослідники вперше, змогли продемонструвати можливість управління польовим транзистором, за допомогою наноструктур з топологічних ізоляторів.

Результати цього дослідження, проливають світло, на керованість поверхневих станів спінів, в топологічних нанолентах ізолятора і демонструють значний прогрес, для практичного застосування цієї технології. Наступним кроком для команди дослідників, є створення високошвидкісних пристроїв, заснованих на цьому відкритті.

«Це ідеальний сценарій для досягнення 100 відсотків поверхневої провідності, з повною ізоляцією всередині обсягу. Виходячи з цієї рàботи, ми плануємо створення високопродуктивних транзисторів, з мощностю споживання, значно меншою, ніж звичайні напівпровідники (CMOS технологія) ».

За матеріалами: Мистецтво – Науки

Tweet

РОЗРОБКА ВЕБ-САЙТІВ, ПРОСУВАННЯ В ІНТЕРНЕТІ