Российские нанотехнологии ускорят работу электроники
Наногетероструктуры, способные повысить быстродействие высокочастотных микросхем, разработали ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ и специалисты Института физики металлов УрО РАН.
Гетероструктура — это выращенный на подложке слоистый материал из полупроводников, который применяется в электронике. Современные технологии позволяют создавать их с нужными для производства электронных приборов свойствами, сообщает пресс-служба НИЯУ МИФИ.
Быстродействие приборов можно улучшить, повышая содержание металла индия в «активном» токоведущем слое материала. Увеличение концентрации индия позволяет уменьшить массу электронов в структуре и увеличить их скорость, что ускоряет работу электроники. К сожалению, механическое напряжение кристаллической решетки у прилежащих слоев усложняет эту задачу.
Российские ученые решили проблему, нарастив толстый «переходный» слой и постепенно увеличивая содержание индия в составе активного слоя. В результате исследователи довели его почти до 100% при минимуме механических напряжений. Для этого экспериментаторы использовали послойное выращивание кристаллически совершенных полупроводников на «виртуальной подложке», у которой при росте переходного слоя постепенно меняется параметр кристаллической решетки.
«Это, в первую очередь, фундаментальное исследование, — объяснил один из авторов исследования, доцент кафедры физики конденсированных сред НИЯУ МИФИ Иван Васильевский. — Однако мы видим и потенциал его прикладного применения. Он обусловлен, прежде всего, тем, что подобные структуры имеют высокую подвижность электронов и обеспечивают высокие (до 200 ГГц) частоты работы транзисторов и микросхем».
Свойства созданных в НИЯУ МИФИ образцов измерили сотрудники Института физики металлов СО РАН, изучив их при низких температурах (от -271,35 °С) в сильном магнитном поле. Это позволило наблюдать в активном слое квантовые эффекты, связанные с высоким содержанием индия, в частности, колебания магнетосопротивления и квантовый эффект Холла.
Статья про исследование вышла в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.