Физики изучили свойства желтого алмаза
Ученые из ГНЦ ТИСНУМ и МФТИ получили новые данные об электрических свойствах алмаза, легированного азотом. Это позволит разрабатывать новые электронные и опто-электронные устройства на основе таких материалов.
Статья опубликована в журнале Applied Physics Letters. Ученым и инженерам алмазы интересны прежде всего своими уникальными прочностными, оптическими, тепловыми и электрическими свойствами, используемыми в различных наукоемких приложениях, помимо алмазного инструмента. Это, например, мощные рентгеновские лазеры на свободных электронах, мощные источники СВЧ-излучения (гиротроны) и детекторы высокоэнергетических частиц на ускорителях различного типа.
Алмаз относится к классу широкозонных полупроводников. На основе алмазов, легированных бором и фосфором, разрабатываются компоненты высокопрочной (экстремальной) электроники с дырочным и электронным типом проводимости соответственно. В последние десятилетия значительно возрос интерес к алмазам, легированным азотом, поскольку азот-вакансионные центры в алмазе обладают уникальными квантовыми характеристиками, необходимыми в том числе для квантовой магнитометрии с беспрецедентно высокой чувствительностью.
Однако электронные свойства алмазов, легированных азотом, недостаточно полно изучены, главным образом ввиду высокой технической сложности изготовления экспериментальных образцов «электронного» качества. Они должны быть однородны по концентрации примесного азота и с минимальными концентрациями других примесей. Кроме того, алмазы должны быть достаточно крупных размеров. Это необходимо для проведения прецизионных исследований с помощью эффекта Холла — возникновения так называемого холловского напряжения (и тока) при приложении магнитного поля перпендикулярно основному направлению электрического тока в образце.
«Сложности в проведении подобных экспериментов на алмазах, легированных азотом, сопряжены еще и с высокими требованиями, предъявляемыми к качеству электрических контактов, изготовляемых на поверхности образцов. Кроме того, мы проводили измерения при достаточно высоких температурах (300–700 градусов) в защитной атмосфере высокочистого аргона. В целом подготовка и исследование серии уникальных крупных (пять карат) синтетических монокристаллов алмаза легированных азотом представляет собой достаточно сложный эксперимент мирового уровня. Данная работа потребовала применения современного высокоточного и высокочувствительного научного оборудования. У нас в ТИСНУМе и на базовой кафедре физики и химии наноструктур МФТИ все необходимое для этого есть», — рассказывает Сергей Буга, доцент кафедры физики и химии наноструктур МФТИ, главный научный сотрудник ГНЦ ТИСНУМ.
Исследователи из ТИСНУМ и МФТИ провели уникальные эксперименты и впервые измерили зависимости удельного сопротивления, концентрации и подвижности свободных электронов от температуры в алмазах, легированных азотом, в виде одиночных атомов замещения, которые обеспечивают электронный тип проводимости. Основную группу синтетических алмазов, производимых в мире, составляют именно такие алмазы. И хотя доля такого типа алмазов среди всех природных кристаллов относительно невелика, порядка 0,1 процента, но при современных объемах добычи алмазов это очень большие количества. Поэтому полученные новые фундаментальные зависимости существенно пополняют знания о полупроводниковых свойствах как синтетических, так и природных алмазов.
«Алмаз — уникальный материал, который известен тысячи лет. Любые исследования в этой области, которые раскрывают какие-то новые сведения о таком классическом материале, будут полезны при создании новых электронных, оптоэлектронных, квантовых устройств, — комментирует Сергей Буга. — Например, коллеги из Японии уже создают диоды, транзисторы и микросхемы с использованием легированных азотом алмазов, а в России разрабатываются светодиоды и фемтосекундные лазеры на основе азот-вакансионных оптических центров в легированных азотом алмазах».
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно