Учёные из Университета Макгилла (Канада) обнаружили, что металл висмут может послужить основой для создания высокостабильных электронных компонентов. Они выявили необычный электрический эффект в ультратонком слое висмута, который остаётся стабильным в широком диапазоне температур – от почти абсолютного нуля (−273°C) до комнатной температуры.
Гийом Жерве, профессор физики Университета Макгилла, считает это открытие важным для «зелёной» электроники. Висмут безопасен для людей и окружающей среды, поэтому из него могут получиться более эффективные, устойчивые и экологически чистые компоненты для космического и медицинского оборудования.
В журнале Physical Review Letters учёные описали аномальный эффект Холла в ультратонкой плёнке висмута. Этот эффект, при котором возникает напряжение, перпендикулярное приложенному току, обычно связан с материалами, обладающими магнитными свойствами. Однако висмут является диамагнитным, то есть обычно не проявляет такого поведения.
Чтобы сделать это открытие, команда профессора Жерве разработала новую технологию производства тонких слоёв висмута. Они использовали метод, напоминающий тёрку для сыра: нанесли микроскопические канавки на полупроводниковую пластину и соскребли с неё тонкие чешуйки висмута. Затем учёные проверили эти слои в экстремальных магнитных полях, в десятки тысяч раз сильнее, чем у магнита в холодильнике. Эксперименты проводились в Национальной лаборатории сильных магнитных полей во Флориде.
Предыдущие исследования утверждали, что висмут не способен проявлять аномальный эффект Холла. Поэтому результаты команды Жерве вызвали большой интерес.
Одна из гипотез объясняет это тем, что кристаллическая структура висмута ограничивает движение электронов, делая их похожими на частицы топологических материалов. Эти экзотические вещества недавно открыты и обладают разными свойствами на поверхности и внутри. Топологические материалы могут изменить будущее вычислительной техники.
Теперь команда Жерве хочет выяснить, можно ли превратить аномальный эффект Холла в его квантовый аналог – квантовый аномальный эффект Холла. Такой прорыв откроет путь к созданию электронных устройств, способных работать при более высоких температурах.
Еще больше интересных новостей из мира электротехники, умного дома и энергетики вы можете найти на портале Elec.ru.
Подписывайтесь на наши социальные сети:
🔹Дзен