Французские физики продемонстрировали, что такой исконный полупроводник как кремний может обладать свойствами сверхпроводника. Учёные обнаружили, что при наличии 9% примеси бора в кристалле кремния, у такого материала резко снижается электрическое сопротивление при охлаждении ниже 0,35 К (Nature vol.444 p.465).

Бор широко используется в полупроводниковой индустрии как добавка к кремнию, для того чтобы улучшить его полупроводниковые свойства. Зачастую, при этом бор составляет всего 0,002% от общего числа атомов. В связи с тем, что у атома бора на один электрон, участвующий в образовании химических связей с соседними атомами в кристалле, меньше, чем у кремния, то встроенный в кремний бор поставляет позитивно заряженные "дырки" в каждом положении, где "недостающий" электрон бора мог бы быть спаренный электроном кремния. При комнатной температуре эти воображаемые электронные дырки находятся в движении, делая кремний с примесью бора полупроводником "p-типа". Но при низких температурах эти электронные дырки остаются связанными на орбитах вокруг ядра бора. Уже давно было известно, что при концентрациях бора порядка 0,01% эти низкотемпературные орбиты перекрываются, создавая электрическую проводимость в материале как у металлов. Однако, до сих пор все попытки получить сверхпроводящий кремний не были успешны.

p-n-полупроводник
Примеси полупроводника. Схематическое изображение кристаллической решётки n- и p-полупроводников.

Исследователи из Национального научного центра в Гренобле, Франция, попробовали использовать ещё большие концентрации бора, в надежде усилить эффект. В связи с тем, что кремний обычно "сопротивляется" чужеродным добавкам в своей кристаллической структуре, учёным пришлось использовать радикальный метод, при котором тонкий слой кремния многократно расплавляется и охлаждается при помощи лазерных импульсов. Во время каждого цикла плавления атомы газообразного бора благодаря диффузии проникают в этот жидкий слой кремния и остаются там во время последующей кристаллизации, в конечном счёте замещая вплоть до 9% атомов кремния. Учёные обнаружили, что ниже температуры в 0,35 К такой высоко-легированный кремний становится сверхпроводником.

Один из авторов этого исследования отметил, что, хоть и возможно немного повысить эту температуру, скорее всего этот материал не получит широкого применения в потребительской электронике.

Источник: PhysicsWeb

Понравилось? Тогда подпишитесь на нашу RSS-ленту или
получайте обновления на e-mail.

Трэкбэки (0)

Дальше перечислены блоги, которую ссылаются на данный пост: Кремний-сверхпроводник.

Трэкбэк–линк для этого поста: http://domna.org/cgi-bin/mt/mt-tb.cgi/8

Комментарии (1)

rydberg2885 Author Profile Page, 07.07.2009 01:11, url

Один из авторов этого исследования отметил, что, хоть и возможно немного повысить эту температуру, скорее всего этот материал не получит широкого применения в потребительской электронике.

Полностью согласен с последним мнением, похоже заметного эффекта сверхпроводимости добиться не удасться тем более, что методика получения материала достаточно сложна.

Оставить комментарий

 

Подписка на обновления

Архивы

Последние Посты

Последние Комментарии

Рейтинги

количество читателей онлайн и всего

Рейтинг блогов

Рейтинг блогов

Рейтинг блогов