Стабильный двумерный электронный газ на поверхности полупроводника

06.03.2014

Немецкие физики впервые смогли превратить фрагмент полупроводника в особую структуру, на поверхности которой существует "двумерный электронный газ" - набор электронов, способных двигаться по двум осям и жестко "закрепленных" на третьей оси.

Некоторые материалы способны ограничивать то, как движутся электроны внутри них при внешнем воздействии. К примеру, при появлении внешнего электрического поля внутри особых полупроводников часто возникает особая зона, "двумерный электронный газ" (ДЭГ). Необычные свойства электронов в этой зоне могут помочь нам создать высокотемпературные сверхпроводники, экзотическую наноэлектронику или новые способы передачи информации.

Ульрика Диболд из Технологического университета Вены (Австрия) и ее коллеги сделали шаг к созданию таких приборов, изучая свойства кристаллов из титаната стронция - полупроводника, состоящего из атомов титана, стронция и кислорода. Данное вещество, вместе с другим соединением, алюминатом лантана, уже применялось для изучения свойств ДЭГ, возникающего на границе между их пластинками.

Авторы статьи заметили, что манера движения электронов на поверхности кристаллов из титаната стронция может сильно меняться в зависимости от того, какие атомы расположены на границе с воздухом. Физики реализовали эту идею в виде модели и просчитали такой вариант структуры атомов стронция, кислорода и титана, на поверхности которой должен возникать двумерный электронный газ.

Диболд и ее коллеги воплотили ее в реальность, обработав кристалл титаната стронция при помощи лазера, удалившего "ненужные" атомы с его поверхности. Эксперимент завершился удачно - ученые получили стабильный ДЭГ на поверхности кристалла, свойства которого совпадают с теоретическими выкладками. Как полагают физики, дальнейшее изучение таких кристаллов поможет понять, сможем ли мы использовать все потенциальные преимущества ДЭГ в технике и науке.

<< Назад: Автомобили Volvo с сенсорным управлением 06.03.2014

>> Вперед: Платформа AMD AM1 (Kabini) 05.03.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Электростимуляция мозга позволяет совершать меньше ошибок 10.10.2017 Исследователи Бостонского университета смогли синхронизировать колебания мозговых волн двух участков головного мозга - медиальной и латеральной префронтальной коры, чтобы усилить важные функции организма: способность к обучению и самоконтроль. Если человек совершает ошибку, медиальная префронтальная зона вспыхивает, как сигнализация, объясняет Роберт Райнхарт, психолог и нейробиолог Бостонского университета. "Если я скажу ему, что он совершил ошибку, эта зона также вспыхивает". Именно она помогает исправлять ошибки как можно быстрее. У здоровых людей эта зона работает рука об руку с соседней, латеральной, в которой хранятся правила и цели, и которая также играет важную роль в изменении наших решений и действий. "Пожалуй, это самые фундаментальные участки мозга, исполняющие задачи управления и самоконтроля", - говорит Райнхарт. Он применил новейшую технологию электростимуляции HD-tACS и обнаружил, что улучшение синхронизации мозговых волн или осцилляций между двумя этими регионами повышает обмен данными между ними и позволяет человеку лучше справляться с задачами, связанными с обучением и самоконтролем. И наоборот, при рассинхронизации или повреждении этой связи способность к обучению и поведенческому контролю падает. Райнхарт и его коллеги исследовали выдвинутое недавно предположение, что миллионы клеток в медиальной префронтальной коре и латеральной префронтальной коре могут общаться друг с другом посредством синхронизации колебаний, и эти ритмы имеют относительно низкую частоту (приблизительно 4 - 8 циклов в секунду). Изолировав эти участки мозга при помощи HD-tACS, ученые смогли внести свои изменения и записать электрическую активность мозга пациента на ЭЭГ. Проведя три раунда испытаний на 90 здоровых участниках эксперимента, ученые заметили, что если усилить синхронизацию, люди начинают быстрее справляться с заданиями и совершать меньше ошибок, а если и ошибаются, то корректируют свои дальнейшие действия. И наоборот, при рассинхронизации неточностей становится больше, а процесс выполнения заданий замедляется. Эти изменения были незаметны для самих участников, но подтверждались статистически. Несмотря на то, что результаты еще носят предварительный характер, Рейнхард отмечает, что нарушение осцилляций мозговых волн свойственно многим психиатрическим и неврологическим заболеваниям - болезни Паркинсона, Алцгеймера, аутизму, шизофрении, синдрому дефицита внимания. Сейчас их лечат в основном лекарствами, которые воздействуют на большие участки мозга. Электростимуляция может стать лучшей альтернативой, своего рода острым скальпелем, которая позволит лечить больных аккуратно и точно.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026