Ученые вырастали кристаллическую пленку с рекордной подвижностью электронов

Минаралы тетрадимиты состоят из висмута, теллура, серы и селена. Их кристаллическая структура состоит из ромбоэдрических кристаллов, соединенных в парные группы по четыре. В 50-е годы ученые обнаружили, что тетрадимиты проявляют полупроводящие свойства, пригодные для пассивного преобразования тепла в электричество. В 90-х был предложен способ существенно повысить термоэлектрические свойства минерала в микроскопическом слое. Стало ясно, что более пристальном изучении могут проявиться и другие свойства.

«Этот материал был идентифицирован как топологический изолятор с интересными фенменами на поверхности, - сказал Хан Чи, автор исследования. – Но для того чтобы открывать новое, мы должны были научиться выращивать его».

Для этого ученые применили молекулярную эпитаксию, метод нанесения молекул на подложку, обычно в вакууме и при строго определенной температуре. Контролируя скорость конденсации молекул можно выращивать сверхтонкие слои кристаллов заданной конфигурации и с минимумом дефектов. Так были выращены пленки тетрадимита толщиной около 100 нм, https://news.mit.edu/2024/scientists-observe-record-setting-... MIT News.

Испытания путем измерения квантовых осцилляций показали наличие определенного ритма колебаний. Это означает, что пленка проявляет наивысшую подвижность электронов для этого класса материалов. Вероятно, причина в малом количестве дефектов и примесей, препятствующих обычно движению электронов.

Исследователи предполагают, что тонкие пленки тетрадимита станут применяться в элекронике будущего в качестве носимых теромоэлектрических устройств, преобразующих отбросное тепло в в электричество. Также этот материал может стать основой для создания спинтронных устройств, обрабатывающих информацию с меньшим расходом энергии, чем традиционные кремниевые решения.

Ученые из США разработали https://hightech.plus/2024/04/12/novii-kvantovii-material-po..., способный значительным образом повысить эффективность солнечных панелей. Его особенность в использовании в качестве активного слоя фотоэлемента квантового материала с коэффициентом поглощения 80% и внешней квантовой эффективностью до 190%.