Интересные свойства поверхностей полупроводниковых материалов продемонстрировала объединенная исследовательская группа Университетов Свонси и Ростока. Ученым удалось показать, что если определенным образом вырастить нанопроволоку из полупроводника, сульфида свинца, то ее поверхность может демонстрировать как металлические, так и полупроводниковые, а при низких температурах даже сверхпроводниковые свойства.
В основе этого эксперимента лежит серьезный объем предварительных исследований. Теоретические расчеты методом теории функционала плотности (DFT) и исследования полупроводниковых нанопроволок методами электронной микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и т.д. позволили предположить, что поверхность зигзагообразной нанопроволоки может обладать металлическими свойствами. Теперь же сделан следующий шаг, и разработана технология, которая позволяет такие зигзагообразные нанопроволоки выращивать.
Для эксперимента выращивались нанопроволоки двух типов, прямые и зигзагообразные, с разным расположением атомов свинца и серы на их поверхности. Для этих целей использовали метод коллоидного синтеза, с помощью которого можно контролировать рост наноструктуры.
Как и ожидалось, в случае прямой нанопроволоки свойства ее поверхности соответствует полупроводникам. А вот в случае зигзагообразной проволоки ее поверхность может формироваться кристаллографическими гранями {111}, насыщенными атомами свинца, и тогда поверхность проволоки действительно начинает демонстрировать металлические свойства. При этом полупроводниковые свойства нанопроволоки подавляются, и по поверхности проволоки могут течь гораздо более сильные электрические токи. Кроме того, нанопроволоки перестают реагировать на освещение, как это делают полупроводники, и демонстрируют характерную для металлов зависимость электропроводимости от температуры. И можно предположить, что при низких температурах поверхность зигзагообразной нанопроволоки начнет демонстрировать и сверхпроводящие свойства.
В перспективе такая технология очень интересна. Полупроводники являются основой для транзисторов, интегральных микросхем, всевозможных датчиков и светодиодов. Эти материалы, в основном на основе кремния, находятся в центре современной электронной промышленности. С другой стороны, металлы связывают в устройствах активные электронные компоненты. Поэтому и интересна предложенная технология, которая позволяет изменять свойства наноструктуры в процессе ее роста, чередуя кусочки с полупроводниковыми и металлическими свойствами.
Кроме того, впечатляет сам факт, что одному и тому же материалу можно придавать различные фундаментальные физические свойства.
Мне важно Ваше мнение. Если нравится, ставьте лайк, подписывайтесь.
