Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде нашли способ управлять электрическим потоком через кристаллический кремний, материал, лежащий в основе современных технологий. Открытие может привести к созданию более компактных, быстрых и эффективных устройств, сообщается на сайте университета.
Кристаллический кремний – это кремний, в котором атомы расположены в строгом, правильном порядке и образуют кристаллическую решетку. Почти весь кремний для солнечных панелей и микрочипов – именно кристаллический. Он отлично проводит ток, если правильно обработан.
Исследователи считают, что их открытие способно радикально изменить подход к проектированию и производству электронных компонентов за счет использования квантового поведения электронов. Квантовое поведение электронов означает, что они могут вести себя «необычно» – к примеру, проходить сквозь барьеры и находиться сразу в нескольких местах
В квантовом масштабе электроны ведут себя скорее как волны, чем как частицы. И теперь ученые показали, что симметричную структуру молекул кремния можно тонко настроить, чтобы создать или подавить явление, известное как деструктивная интерференция (когда две волны встречаются и глушат друг друга). Такой эффект может включать или выключать проводимость, функционируя как «переключатель молекулярного масштаба».
«Мы обнаружили, что когда крошечные кремниевые структуры формируются с высокой симметрией, они могут нейтрализовать поток электронов как шумоподавляющие наушники», – рассказал автор исследования, профессор химии Тим Су.
Традиционные методы создания чипов приближаются к своим «физическим пределам», подчеркивается в статье. По мере уменьшения размеров устройств все острее встает проблема непредсказуемых квантовых эффектов вроде утечки электронов через изолирующие барьеры. Новое исследование предполагает, что инженеры могут «принять» квантовое поведение, а не бороться с ним.
