Физика Главная страница Суббота | 18.01.2020 | 06:29 | RSS 

Наука мира

образовательный портал по физике
Сайт по физике Наука мира
Связь
Кнопка сайта

Наука мира - сайт Тихомолова Евгения

посмотреть другие

Опрос
Что бы Вы хотели больше видеть на сайте?
Всего ответов: 284
Статистика



Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Главная » Статьи » Занимательное » Занимательные статьи

Японские физики нашли новый сверхпроводящий материал
Японские физики нашли способ перевести уже известный материал KTaO3 в сверхпроводящее состояние. Обычно задачу превращения полупроводников и диэлектриков в металлы или сверхпроводники решают химическим легированием — заменой атомов одного из элементов исходного соединения другими атомами с целью увеличения концентрации свободных носителей заряда n. К сожалению, химические методы далеко не всегда позволяют достичь нужной n.

Иногда в экспериментах применяют электростатическое легирование, которое также даёт возможность повысить концентрацию носителей. К примеру, в 2008 году объединённая группа учёных из Швейцарии, Франции и Германии показала, что сверхпроводимость границы раздела двух диэлектриков (LaAlO3/SrTiO3) в структуре обычного полевого транзистора легко «контролируется» с помощью электрического поля. Ограничение на n здесь задаётся напряжённостью поля (~106 В/см), при которой происходит пробой диэлектрика.

Найден новый сверхпроводящий материал

Схема и микрофотография EDLT на основе KTaO3 (здесь и далее иллюстрации из журнала Nature Nanotechnology).

Более высокие значения напряжённости достижимы в схеме, которую называют транзистором с двойным электрическим слоем (electric double-layer transistror, EDLT). Это устройство во многом напоминает полевой транзистор, но роль затворного диэлектрика в нём отводится жидкому электролиту. Когда в жидкость помещают подготовленный образец, ионы из электролита скапливаются у поверхности полупроводникового канала и образуют двойной электрический слой, который действует подобно конденсатору на границе раздела твёрдой и жидкой фаз. В такой конфигурации физики, выполнявшие опыты с диэлектриком SrTiO3, сумели увеличить концентрацию носителей до ~1014 см–2 и зарегистрировали сверхпроводящее состояние SrTiO3 при Т = 0,4 К.

KTaO3 очень похож на SrTiO3: материалы имеют структуру перовскита и аналогичные зонные структуры. При температуре в ~10 К в схеме обычного полевого транзистора KTaO3 можно перевести в металлическое состояние, но сделать его сверхпроводником ещё никому не удавалось, хотя температуру пробовали опускать даже до 10 мК.

Найден новый сверхпроводящий материал

Результаты измерений для четырёх разных образцов EDLT при 100 К (выделены закрашенными кружками) и 2 К (незакрашенные кружки). Отдельно показаны данные по химически легированным кристаллам KTaO3.

Изготовленные авторами с использованием монокристаллов KTaO3 образцы EDLT в нормальных условиях демонстрировали отличные транзисторные характеристики, а концентрация носителей, достигнутая при охлаждении, примерно на порядок превышала величину, которой ограничены возможности химического легирования. Когда температура опустилась до 70 мК, учёные отметили уменьшение слоевого сопротивления, и через некоторое время, при 35 мК, оно стало нулевым. Как и любой другой сверхпроводник, KTaO3 выходил из состояния с отсутствующим сопротивлением, если экспериментаторы прикладывали магнитное поле (в нашем случае его напряжённость должна была превышать 5 Э).

Вероятно, с применением такой экспериментальной методики будет открыто ещё несколько сверхпроводящих материалов.
Категория: Занимательные статьи | Добавил: электрофизик (31.05.2011) | Автор: Александр Петровский E
Просмотров: 1448 | Рейтинг: 0.0/0
Похожие материалы
К сожалению, похожего ничего не нашлось
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Личный кабинет
Наука мира


Ссылки
Поиск