#полупроводники

Слушатели узнают, как полупроводники стали основой всей современной электроники.

Американская компания Rocket Lab создала солнечный элемент Inverted Metamorphic (IMM) Apex без германиевой подложки. Он заметно легче прежних, но сохранил высокую эффективность. Предназначен элемент для космических аппаратов.

Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.

Ученые из МФТИ и ФТИ им. А. Ф. Иоффе описали, как терагерцовое (ТГц) излучение может переводить ферми-поляроны — квазичастицы в атомарно тонких полупроводниках — между двумя разными состояниями. Расчеты выявили два механизма такого переключения и показали, что вблизи порога оно идет не так, как предсказывает упрощенная модель.

Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.

Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.

Химики из Института квантовых технологий МФТИ разработали новый прекурсор серы и применили его для синтеза экологически безопасных сульфидных нанокристаллов, состоящих из трех элементов. Такие кристаллы перспективны для применения в электронике, медицине и энергетике, предлагая более экологичную альтернативу традиционным квантовым точкам.

Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники СПбГУ Руслан Кеворкянц изучил главные физические характеристики силадиаманов — теоретически существующих сверхтонких кремниевых полупроводников. Ученый подтвердил их высокие прочностные и термостабильные характеристики, что делает их перспективными в микроэлектронике, энергетике и фотокатализе.

Химики смоделировали более полутора тысяч конфигураций солнечных панелей на основе нового материала, свойства которого превзошли качества обычных перовскитов. Более того, он оказался более экологичным и не менее производительным.

Ученые из МФТИ, Института теоретической физики имени Ландау и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе провели теоретическое исследование диффузии экситонов. Они рассмотрели это физическое явление в муаровых сверхрешетках переходных металлов.

Нидерландские ученые нашли уникальный и в то же время простой метод обнаружения продуктов выстрела из огнестрельного оружия. Разработанный ими реактив преобразует микроскопические частицы свинца в полупроводники, и они под воздействием ультрафиолета начинают светиться. Эксперты-криминалисты полиции Амстердама уже начали тестировать технологию в своих расследованиях.

Ученые создали органический полупроводник, обеспечивающий электронам движение по спирали. Это открытие повысит эффективность OLED-дисплеев в телевизорах и смартфонах и найдет применение в спинтронике и квантовых вычислениях.

Химики Тюменского государственного университета, Уральского федерального университета имени первого Президента России Б. Н. Ельцина совместно с немецкими коллегами впервые синтезировали слоистые орторомбические четверные теллуриды, состоящие из теллура, меди и двух редкоземельных элементов. Синтез этих соединений позволит в будущем получать полупроводниковые материалы с требуемой для фотовольтаических материалов шириной запрещенной зоны и использовать в многослойных солнечных элементах, улучшая разделение зарядов.

Сотрудники лаборатории полупроводниковых оксидных материалов МФТИ с коллегами создали материалы на основе полупроводника — сложного оксида индия, галлия и цинка. Поиск реагентов для низкотемпературного синтеза показал, что использование глицерина и нагрев до 500 градусов Цельсия обеспечивает формирование частиц этого материала размером не более 30 нанометров. Результаты работы открывают возможности повышения доступности технологий 3D-печати транзисторов благодаря снижению энергозатрат.

Что такое органические полупроводники? В чем их преимущества? Какие тут имеются отечественные разработки? Есть ли среди них уникальные? Почему дирижабли вновь могут стать актуальной темой и при чем тут химия? Об этом рассказывает Сергей Пономаренко, директор Института синтетических полимерных материалов им. Н. С. Ениколопова РАН, член-корреспондент РАН.

Ученые СПбГУ установили природу свечения, возникающего при облучении пучком электронов полупроводника — галогенидного перовскита MAPbCl3. Неожиданной находкой ученых оказалась возможность перестройки цвета свечения при облучении образца электронами. Цвет свечения, как оказалось, может меняться без падения интенсивности, что говорит о перестройке структуры дефектов галогенидного перовскита к стабильной форме. Такая перестройка может использоваться для тонкой настройки готовых изделий из галогенидного перовскита, например, светодиодов.

Ученые применили новую технику сканирующей электронной микроскопии для наблюдения за носителями заряда на полупроводниковом гетеропереходе. Так впервые удалось добиться скорости, позволяющей увидеть процессы, предсказанные теорией полупроводников.

Международная коллаборация ученых продемонстрировала возможность значительно улучшить оптические свойства кремния, изменяя свойства света, с которым взаимодействует материал.

Исследователи НИЯУ МИФИ предсказали строение и свойства новых двумерных материалов — диаманов, построенных из аллотропных модификаций графена.

Ученые НИЯУ МИФИ изучили особенности фотогенерации (образования подвижных электронов и дырок при поглощении квантов света) в органических полупроводниках и описали, как ее эффективность меняется от температуры. По их мнению, это поможет создавать более совершенные устройства органической фотовольтаики, в том числе, солнечные батареи.

Ученые МФТИ разработали высокочувствительный сенсор на основе кремниевых нанонитей для анализа состава жидких растворов и паров, содержащих кислоты и щелочи. Его можно интегрировать в мобильные устройства и определять наличие вредных примесей в промышленных и бытовых условиях, а также создавать высокочувствительные датчики для медицины.

Ученые Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге исследовали, как размер резонатора влияет на температуру работы микродискового лазера с квантовыми точками в режиме двухуровневой генерации. Выяснилось, что микролазеры способны генерировать излучение на нескольких частотах даже при высокой температуре. Это позволит в будущем использовать микролазеры в фотонных интегральных схемах и передавать в два раза больше информации.

Группа ученых Уральского отделения РАН и Уральского федерального университета синтезировала новые производные триазолоптеридина — трициклического продукта на основе азотсодержащего гетероциклического соединения пиримидина. После изучения свойств полученных соединений исследователи пришли к выводу, что новые вещества перспективны для применения в качестве полупроводников в различных органических оптоэлектронных устройствах.

Ученые МФТИ создали детектор терагерцового излучения на основе двухслойного графена, обладающий рекордной чувствительностью при криогенных температурах. Представленное устройство уже конкурентоспособно по сравнению с коммерческими болометрами на полупроводниках и сверхпроводниках. Ключом к успеху явилось использование двухслойного графена с небольшой шириной запрещенной зоны — этот материал оказался «золотой серединой» между однослойным графеном и классическими объемными полупроводниками.

Сотрудники Центра радиофотоники и СВЧ технологий НИЯУ МИФИ создали новый радиационно-стойкий и температурно-стабильный материал для датчиков Холла магнитного поля. Датчики этого типа широко используются для контроля магнитного поля в ядерных и термоядерных установках (токамаках), они востребованы в исследовательских проектах класса Mega science, где подвергаются сильному радиоактивному излучению. Это делает актуальным разработку инновационных материалов, которые позволят увеличить срок службы измерительных приборов в условиях высокого радиационного фона.

Российские ученые при участии исследователей НИТУ МИСИС предложили новый материал на основе нитрида бора и наночастиц оксида цинка с контролируемыми оптическими свойствами. Как отмечают авторы исследования, в будущем материал сможет найти применение как в оптоэлектронике, так и в медицине.

Судя по опыту предшествующих американских ограничений такого рода, новый запрет из США может существенно ускорить развитие электронной промышленности КНР. Американская сторона, считает иначе, полагая, что без интеллектуальной поддержки из Штатов современная полупроводниковая индустрия невозможна.

Используя кристаллы закиси меди, ученые получили ридберговские поляритоны рекордных параметров. Эти квазичастицы могут стать основой квантовых вычислителей, однако кристаллы требуемого качества оказалось возможным отыскать только в природе.

Профессор Сколтеха и его китайские коллеги пересмотрели ключевое понятие химии — электроотрицательность — и определили эту величину для всех элементов при различных давлениях. В рамках обновленной концепции электроотрицательности получили теоретическое обоснование многочисленные аномалии химии высоких давлений.

Исследователи впервые представили искусственный нейрон на основе напечатанных на подложке электрохимических транзисторов. Он способен к обучению подобно реальным нейронам и смог интегрироваться с живым организмом, заставив венерину мухоловку захлопнуться в отсутствие добычи.

Группа исследователей из МФТИ и Стокгольмского университета разработала миниатюрное устройство, способное контролируемо изменять фазу сверхпроводящей волновой функции. Поскольку сверхпроводниковая электроника имеет дело именно с такой функцией, это устройство может стать одним из ее базовых элементов — как транзистор для полупроводниковой техники. Переключением фазы ученые управляли, передвигая вихри Абрикосова между специально созданными «ловушками» вблизи джозефсоновского контакта. Эти переключения могут быть использованы для реализации памяти, работающей при очень низких температурах.

Ученым НИФТИ ННГУ удалось вырастить полупроводниковые наноструктуры с эффектом спиновой памяти – плотной и энергонезависимой магнитной памяти, базирующейся на квантовых технологиях. Физики и технологи создали структуру из сверхтонкого слоя магнитных атомов марганца, который находится в нескольких нанометрах от полупроводниковой квантовой ямы с арсенидом галлия, а еще продемонстрировали запись и считывание информации с помощью импульсов поляризованного света.

Эффект, благодаря которому возможна запись информации в кремниевом кольцевом микрорезонаторе с помощью импульсов света разной интенсивности, впервые описан учеными ЛЭТИ. Он открывает большие возможности по созданию быстродействующих модулей памяти для оптических компьютеров будущего.

Исследователи Сколтеха и их коллеги из США и Сингапура создали нейронную сеть, с помощью которой можно настраивать свойства полупроводниковых кристаллов и получать компоненты для электроники с непревзойденными характеристиками. Эта работа открывает новое направление в разработке микросхем и солнечных элементов следующего поколения за счет использования контролируемой деформации, с помощью которой можно буквально «на лету» менять свойства материала.

Ученые Сколтеха и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Германии исследовали фундаментальные свойства нанокристаллов галогенидных перовскитов, имеющих перспективы применения в качестве нового класса материалов для оптоэлектроники. Выполнив комплекс теоретических и экспериментальных исследований, ученые показали и обосновали наличие сложных взаимосвязей между составом материала, динамикой изменения его кристаллической решетки под воздействием света и стабильностью материала.

Запоминающие устройства на основе переключения сопротивления обладают значительными преимуществами перед используемыми сегодня элементами памяти. Сотрудники лаборатории атомно-слоевого осаждения МФТИ совместно с коллегами из Кореи изучили влияние дефектов поверхности одного из электродов на свойства ячейки резистивной памяти. Оказалось, что при увеличении толщины электрода шероховатость его поверхности резко возрастает, а параметры ячейки памяти заметно улучшаются.

Коллектив ученых ЮФУ впервые выявил эффект аномального поведения атомов вещества, осаждаемых на поверхность полупроводниковых подложек в присутствии атомов алюминия в условиях капельной эпитаксии. Это открывает путь к новым перспективным исследованиям наноструктурных веществ и позволяет продвинуться в области технологии создания устройств квантовой связи, которую практически невозможно взломать, и квантовых компьютеров, обладающих огромной вычислительной мощностью по сравнению с обычными компьютерами.

Исследователи Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с украинскими и шведскими коллегами предложили новый класс наноструктур на основе тетратио- и тетраселено[8]циркуленов – плоских гетероциклических молекул. Материалы имеют гибко варьируемые полупроводниковые свойства и могут использоваться для производства органических светодиодов.

Исследователи из Института химии ТюмГУ совместно с коллегами из Уральского государственного университета, Федерального исследовательского центра и Сибирского федерального университета изучили структуру и свойства впервые синтезированного сложного сульфида EuErCuS3.

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из США нашли способ значительно уменьшить размер проводящих (транзисторных) элементов для электронных устройств, что позволит увеличить их производительность. Для этого в качестве исходного материала вместо кремния предлагается использовать титан, цирконий и серу.

Исследователи из МФТИ обнаружили, что суперинжекция возможна и в гомоструктурах. Это открывает принципиально новые возможности в создании световых источников.

Группа исследователей из Университета Миннесоты впервые напечатала на 3D-принтере решетку фоторецепторов на полусферической подложке. В будущем технология позволит создавать с помощью 3D-печати бионические глаза, функционально аналогичные человеческим.

Энергия ионизации этих атомов ниже, чем у щелочных металлов.