Найден полупроводник, который оказался гораздо лучше кремния — арсенид бора

Физики из MIT считают, что кубический арсенид бора — лучший из известных полупроводников.

В своей работе, опубликованной в журнале Science, ученые показали, что кубический арсенид бора решает две основных проблемы кремниевых полупроводников. Теплопроводность этого материала в 10 раз больше, чем у кремния, при этом арсенид бора демонстрирует высокую подвижность не только для электронов, но и для дырок.

Арсенид бора показал все качества необходимые для хорошего полупроводника, заявили ученые. В предыдущих исследованиях они показали, что арсенид бора имеет очень хорошую ширину запрещенной зоны и высокую теплопроводность. В новой работе они изучили подвижность электронов и дырок, квазичастиц с положительным зарядом, формирующихся на месте электрона, перешедшего на соседний атом. 

Результаты исследования показали, что подвижность и электронов, и дырок в новом материале превосходит аналогичные характеристики у кремния. Ученые отмечают, что электронные свойства кубического арсенида бора первоначально были предсказаны на основе квантово-механических расчетов функции плотности. Эксперимент полностью подтвердил расчеты.

Это важно, потому что, конечно, в полупроводниках у нас есть как положительные, так и отрицательные заряды в равной степени. Итак, если вы строите устройство, вам нужен материал, в котором и электроны, и дырки движутся с меньшим сопротивлением.

Ган Чен, профессор Массачусетского технологического института, соавтор работы

Кремний — один из самых распространенных элементов на Земле, и в чистом виде этот материал стал основой многих современных технологий, от солнечных элементов до компьютерных чипов. Но его свойства как полупроводника далеки от идеальных, отмечают авторы работы.  Хотя он легко пропускает электроны через свою структуру, он гораздо менее приспособлен к «дыркам». Кроме того, кремний не очень хорошо проводит тепло, создавая проблемы с перегревом.

Ученые отмечают, что новый материал потенциально способен заменить кремний. Но сначала требуется разработать дешевые способы качественного производства этого материала. Кроме того, нужно оценить ряд других свойств арсенида бора — например, как хорошо он будет работать в долгосрочной перспективе.

Ранее «Хайтек» рассказывал о разработке технологии для создания дешевых полупроводников из диборида магния.

Изображение на обложке: Christine Daniloff, MIT


Читать далее:

Открыта странная фаза материи, которая занимает сразу два временных измерения

Археологи нашли рисунки жутких людей с огромными головами: кем они были

Робот-археолог погрузился на 1 000 метров под воду, чтобы осмотреть затонувший корабль

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Этот ядерный двигатель поможет быстрее долететь до Марса: как он работает
Космос
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос