Naukowcy wiedzą coraz więcej o półprzewodnictwie

Naukowcy wiedzą coraz więcej o półprzewodnictwie

Ogólnie znanym faktem jest, że trzy stany skupienia wody – lód, ciecz i para – mogą występować jednocześnie tylko w przypadku określonej temperatury i ciśnienia, zwanych punktem potrójnym. Wiadomo również, że również wiele materiałów stałych może posiadać różne fazy stale przy spełnieniu określonych warunków.

Naukowcy por raz pierwszy określili punkt potrójny dla półprzewodników. Substancja, dla której udało się to uzyskać to dwutlenek wanadu, który jest znany z tego, że w przeciągu zaledwie dziesiątków trylionowych sekundy przełącza się ze stanu przewodzącego w nieprzewodzący.

„Punkty potrójne półprzewodników jest bardzo ciężko zbadać, ze względu na niedopasowanie powstających wtedy faz. Takich punktów w ciałach stałych jest wiele– ciężko jednak je znaleźć.", powiedział David Cobden, profesor fizyki Uniwersytetu Waszyngtońskiego.

W 1959 roku, Laboratorium Bella odkryło, że dwutlenek wanadu ma zdolność przegrupowania elektronów i przejścia między stanami przewodzącymi. Dwadzieścia lat później okazało się, że tworzą się wtedy dwie kompletnie różne od siebie fazy izolacyjne.

Nowe badania pokazują, że te dwie warstwy izolacyjne mogą współistnieć z warstwą przewodzącą stabilnie w temperaturze 65 stopni Celsjusza. Aby to odkryć, naukowcy musieli zbudować strukturę nanoprzewodów, które rozciągając dwutlenek wanadu pozwalały pod mikroskopem obserwować poszczególne fazy. Kiedy dwutlenek wanadu osiągnął punkt potrójny, przewody te traciły wcześniej zadane naprężenie.

Warto zaznaczyć, że eksperyment trwał wiele lat i jako pierwszy pozwolił na obserwację punktu potrójnego w materiałach półprzewodnikowych. Dzięki takim badaniom łatwiej będzie zrozumieć właściwości wielu materiałów.

(rr)