Створено електронно-діркову рідину при кімнатній температурі

Вчені несподівано для себе створили електронно-діркову рідину. Раніше цю речовину вдавалося отримати тільки в умовах неймовірно холодного середовища.

У своїх експериментах доктор Натаніель Габор з Каліфорнійського університету в Ріверсайді і його співавтори спорудили ультратонкий «сендвіч» з графена з прошарком з напівпровідникового дітеллуріда молібдену. Підсумкова структура була трохи товще однієї молекули ДНК. Потім дослідники обстрілювали матеріал надшвидкими лазерними імпульсами, вимірюваними в квадрильйонних частках секунди. У підсумку вони отримали так звану електронну рідину. Їх робота описана в журналі Nature Photonics.

«Зазвичай з такими напівпровідниками, як кремній, збудження лазером створює електрони і їх позитивно заряджені дірки, які розчиняються і розбігаються по матеріалу, що можна визначити як газ», – говорить доктор Габор.

Однак команда зареєструвала ознаки конденсації в щось еквівалентне рідині. Такій рідині притаманні властивості, якими володіють звичайні рідини на зразок води, крім того, вона складається не з молекул, а з електронів і дірок всередині напівпровідників.

«Ми збільшували кількість енергії, що додається в систему, але не бачили нічого, а потім виявили утворення, яке називаємо «аномальним кільцем фототоку»в матеріалі. Ми зрозуміли, що це була рідина, так як вона росла, подібно до краплі, а не вела себе як газ, – пояснює Габор. – Однак найбільше здивувало те, що це сталося при кімнатній температурі. Раніше дослідники, котрі створювали такі електронно-діркові рідини, змогли зробити це тільки при температурах, які були холодніше глибокого космосу. Електронні властивості таких крапель дозволили б розробляти оптоелектронні пристрої, що працюють з безпрецедентною продуктивністю в терагерцової області діапазону ».

Де можна застосувати електронно-діркові рідини

Терагерцева довжини хвиль довше інфрачервоних, але коротше мікрохвильових, і в технологіях, що використовують ці хвилі, була «терагерцова прірва». Терагерцеві хвилі можна використовувати для виявлення раку шкіри і пошкоджень зубів, завдяки обмеженому проникненню в тканини і здатності розрізняти відмінності в щільності.

Подібним чином хвилі можна використовувати для виявлення дефектів в продуктах начебто таблеток, а також для виявлення зброї, прихованої під одягом. Також доктор Габор зазначив, що електронно-діркову рідину можна використовувати в передавачах і приймачах у відкритому космосі, а також квантові комп’ютери, які за допомогою цієї технології можна зробити менше, ніж на основі сучасних кремнієвих мікросхем.