Германий — это материал, который играет важную роль в полупроводниковых технологиях для разработки более быстрых и энергоэффективных компонентов. Однако, если попытаться использовать его для производства компонентов в нанометровом масштабе, появится серьезная проблема: чрезвычайно сложно изготовить высококачественные электрические контакты, потому что даже мельчайшие примеси могут оказать существенное влияние на электрические свойства.
Физики сделали шаг вперед в создании квантовой электроники
Созданный австрийскими учеными электронный компонент может стать важным ключом к эпохе квантовой электроники: исследователи смогли соединить германий с алюминием в атомарно тонкую гетероструктуру.
Vienna University of Technology
Физики изобрели метод синтеза наноструктур из германия и алюминия. Полученные элементы смогут стать основой для устройств квантовой электроники
Поэтому авторы новой работы поставили перед собой задачу разработать новый метод производства, обеспечивающий надежные и воспроизводимые свойства таких электронных компонентов. Ключом к разработке таких элементов была температура: когда наноструктуры из германия и алюминия соприкасались и нагревались, атомы обоих материалов стали проникать друг в друга. Но атомы германия, как оказалось, быстро перемещались в алюминий, тогда как лишь единицы атомов алюминия переходили в германий.
Таким образом, если подключить два алюминиевых контакта к тонкой германиевой нанопроволоке и повысить температуру до 350°C, атомы германия рассеются по краю нанопроволоки. Это создает пустые пространства, в которые затем легко проникает алюминий.
Обычно алюминий состоит из крошечных кристаллических зерен, но новый синтеза позволяет создать идеальный монокристалл, в котором атомы алюминия расположены в одном порядке. Как показывает изображение просвечивающего электронного микроскопа, между германием и алюминием образуется идеально чистый и атомарно резкий переход без какой-либо неупорядоченной области между ними. В отличие от традиционных методов, например, осаждения из газовой фазы, при таком синтезе в пограничном слое не образуются оксиды.
По словам авторов, новая структура не только обладает теоретически интересными квантовыми свойствами, но и открывает технологически очень реалистичную возможность создания энергосберегающих устройств и элементов с новыми свойствами.
Статья авторов опубликована в журнале Advanced Materials.