Ученые из Массачусетского технологического института считают, что кубический арсенид бора — лучший из известных на сегодня полупроводников. Теплопроводность этого материала в десять раз больше, чем у кремния, при этом арсенид бора демонстрирует высокую подвижность не только для электронов, но и для «дырок» (квазичастиц, носителей положительного заряда).
В предыдущих исследованиях ученые показали, что арсенид бора имеет достаточную ширину запрещенной зоны и высокую теплопроводность. На этот раз изучалась подвижность электронов и «дырок», формирующихся на месте электрона, перешедшего на соседний атом. Выяснилось, что все эти свойства превосходят аналогичные характеристики кремния.
Интересно, что электронные свойства кубического арсенида бора изначально были предсказаны на основе квантово-механических расчетов функции плотности. Эксперименты полностью подтвердили расчеты.
Кремний — один из самых распространенных элементов на Земле. Этот материал стал основой многих современных технологий — от солнечных элементов до компьютерных чипов. Однако его свойства как полупроводника далеки от идеальных: хотя он легко пропускает электроны через свою структуру, он гораздо менее приспособлен к «дырам». Кроме того, кремний не очень хорошо проводит тепло, создавая проблемы с перегревом.
Ученые считают, что в этом отношении арсенид бора потенциально способен заменить кремний. Правда, сначала нужно разработать не слишком затратные способы качественного производства этого материала.