luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Ученые из MIT показали феномен: как алмаз превратился в металл



Алмаз, самый твердый из природных минералов, отлично проводит тепло, но не электричество. Специалисты из США нашли способ постепенно изменить электронные свойства крошечных алмазных игл, чтобы они стали сначала полупроводящими, а затем и проводящими, как металл. Эти свойства можно индуцировать динамически и, по желанию, отключать без деградации материала.

Команда ученых из MIT использовала квантово-механические вычисления, анализ механической деформации и машинное обучение для того, чтобы продемонстрировать феномен, возможность которого долгое время существовала только в теории.

Идея деформации полупроводящего материала, например, кремния, для улучшения его производительности, нашла применение в микроэлектронике более 20 лет назад. Однако, этот подход влечет за собой небольшую деформацию примерно на уровне 1%. Профессор Ли Цзюй и его коллеги много лет изучают концепцию упругой деформации, основанную на способности вызывать значительные изменения в электрических, оптических, тепловых и прочих свойствах материалов, просто меняя их форму, пишет MIT News.

В 2018 они показали, что нанометровые алмазные иглы могут гнуться, не ломаясь, при комнатной температуре. Они доводили деформацию растяжения до 10%, после чего иглы возвращались к первоначальной форме.

Ключевым понятием тут является энергетическая щель, которая определяет, насколько легко электроны могут двигаться через материал. Обычно у алмазов она очень широкая — 5,6 электрон-вольт. Это значит, что алмазы — хороший изолятор.

Новейшие эксперименты команды профессора Ли показали, что энергетическую щель алмаза можно постепенно, непрерывно и обратимо менять, наделяя материал различными свойствами, от изолятора до полупроводника и металла.

«Мы обнаружили, что можно сократить энергетическую щель с 5,6 электрон-вольт до нуля, — сказал Ли. — Смысл этого в том, что если ты можешь непрерывно менять его с 5,6 электрон-вольт до нуля, то охватываешь весь диапазон энергетической щели. Посредством упругой деформации можно сделать так, что у алмаза будет энергетическая щель кремния, распространенного полупроводника, или нитрида галлия, который используется для светодиодов. Из него даже можно сделать инфракрасный детектор или детектор всего светового спектра, от инфракрасного до ультрафиолетового».

Tags: технологии
Subscribe

Posts from This Journal “технологии” Tag

promo luckyea77 june 19, 23:05 11
Buy for 10 tokens
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Март 2018 года Индустриализация стала основным инструментом достижения экономического богатства стран, начиная с появления прядильных машин в конце XVIII века; при смене технологических укладов менялись местами мировые промышленные лидеры. Какой…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 7 comments