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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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