Получен самый чистый в мире образец полупроводникового материала, который позволяет пролить свет на некоторые загадки в поведении электронов

Кристалл сверхчистого арсенида галлия

Исследователи из Принстонского университета получили самый чистый на сегодняшний день образец одного из полупроводниковых материалов, арсенида галлия, материала, лежащего в основе таких технологий, как сотовая связь, космическая электроника и т.п. Количество примесей в полученном образце не превышает одного атома примеси на каждые 10 миллиардов атомов материала, и уровень чистоты этого образца превышает уровень чистоты самого чистого кремния, из которого изготовлен нынешний эталон одного килограмма. А чип из сверхчистого арсенида галлия, размером в несколько миллиметров, уже позволили ученым увидеть воочию и изучить некоторые аспекты загадочного поведения электронов.

Для использования чипа в своих экспериментах ученые нанесли на его поверхность несколько токопроводящих электродов, охладили его до сверхнизких температур, «окутали» его сверхмощными магнитными полями и пропустили через него электрический ток. После этого, изменяя напряженность магнитного поля и силу проходящего через материал электрического тока, ученые обнаружили целую серию удивительных эффектов, некоторые из которых попали в поле зрения ученых в первый раз за всю историю науки.

В ходе экспериментов было установлено, что некоторые вещи, являющиеся проявлениями еще неизвестных аспектов физики, могут наблюдаться в сверхчистом материале под воздействием намного более слабых магнитных полей, чем считалось ранее. Это, в свою очередь, позволит проводить изучение таких явлений в большем количестве лабораторий во всем мире.

Наиболее удивительным открытием стало то, что электроны, движущиеся в среде сверхчистого арсенида галлия, при некоторых условиях выровнялись и сформировали структуру наподобие кристаллической решетки. Такая электронная структура, известная под названием кристалла Вигнера, возникала ранее под воздействием магнитных полей силой не менее 14 Тесла, но в данном случае такой кристалл сформировался при силе магнитного поля менее 1 Тесла.

Также ученые зарегистрировали в среде сверхчистого 80-процентное увеличение количества и амплитуды колебаний электрического сопротивления системы в целом и гораздо большее по величине проявление так называемого дробного квантового эффекта Холла (fractional quantum Hall effect). Отметим, что данный эффект был впервые обнаружен Дэниелом Цуем (Daniel Tsui), профессором Принстонского университета, который стал в свое Нобелевским лауреатом по физике за сделанное открытие.

Некоторые из других зарегистрированных явлений представляют собой проявление какой-то совершенно иной физики, не имеющей на сегодняшний день даже теоретического основания, которая, как подозревают ученые, тесно связана с таинственным миром квантовых явлений.

Ключевые слова:
Полупроводник, Материал, Арсенид, Галлий, Примесь, Чистота, Температура, Магнитное, Поле, Эффект, Электрон

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Напряжения в графеновой пленке позволят создать магнитные поля, более сильн …
  • Исследователи компании IBM превратили микроскоп в измеритель магнитных свой …
  • Ученые решили загадку, 140 лет скрывавшуюся в одном из фундаментальных физи …
  • Ученые случайно обнаружили абсолютно новую квантовую частицу
  • Создан самый маленький транзистор из арсенида галлия
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Исследователи создали антилазер, являющийся идеальным поглотителем идеальных электромагнитных волн
    Исследователи из университете Дюка, продолжая работу над идеальным поглотителем электромагнитных волн, созданными ими в 2017 году, обнаружили, что его очень легко можно превратить в ...
    Ученые обнаружили «треугольную сингулярность», несущую ответственность за изменения типов элементарных частиц
    Международная группа исследователей, возглавляемая учеными из Боннского университета, провела тщательный анализ данных, собранных во время экспериментов на одном из ускорителей частиц, и нашла долгожданные ...
    Впервые ядерные реакции, идущие в недрах взрывов сверхновых, были воспроизведены в лабораторных условиях
    Одним из наиболее важных из неразрешенных вопросов современной науки является определение источников происхождения некоторых из химических элементов, более тяжелых чем железо. Это относится приблизительно ...
    Установлен мировой рекорд по длительности непрерывной работы плазменного ускорителя частиц
    Группа ученых и инженеров из германской исследовательской организации Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) достигла очень важного этапа на пути создания ускорителя частиц следующего поколения. Впервые созданный ...
    Ученым удалось получить изображения пар фотонов, запутанных на квантовом уровне
    Впервые в истории современной науки ученым из Института квантовых вычислений (Institute for Quantum Computing, IQC) университета Ватерлоо, Канада, удалось захватить изображения пар фотонов, связанных ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика