Ознакомьтесь с Условиями пребывания на сайте Форнит Игнорирование означет безусловное согласие. СОГЛАСЕН
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2085 
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://elementy.ru/news/164935.
Внутри нанотрубки бушует электронный ураган
|
Физики выяснили, что внутренности углеродной нанотрубки при пропускании электрического тока подвергаются действию мощного электронного ветра. Этот ветер срывает со своих мест отдельные атомы не только внутри, но и снаружи нанотрубки. Углеродные нанотрубки — главная надежда наноэлектроники будущего — обладают рядом замечательных свойств, отсутствующих у других материалов. К тому же, электронными свойствами нанотрубок можно легко управлять, например помещая внутрь нее различные примесные атомы. Недавние исследования показали, что такие добавочные атомы улучшают характеристики полевых транзисторов, изготовленных на основе одной нанотрубки. Всё бы хорошо, но только обнаружилось серьезное ограничение в применении таких «допированных» транзисторов. При включении нанотрубки в электрическую цепь примесные ионы становились подвижными и мигрировали вдоль нанотрубки, причем механизм этой миграции до сих пор оставался не вполне понятным. Вычисления, представленные в недавней работе физиков из Гамбургского университета и Исследовательского отделения компании IBM S. Heinze, N.-P. Wang, J. Tersoff, Physical Review Letters 95, 186802 (27 October 2005) однозначно говорят о том, что причина этой миграции — самый настоящий «электронный ураган», бушующий внутри нанотрубки при протекании электрического тока. (Подробнее об электропластичности и об электронном ветре читайте в популярной статье «Механизмы электропластичности», Батаронов И. Л. // СОЖ, 1999, №10, с. 93–99.) Поток электронов в нанотрубке столь велик, что «электронный ветер» силой своего давления сносит буквально всё на своем пути. Как показывают вычисления, сила этого ветра максимальна именно в момент включения тока в цепи и уменьшается, как только движение электронов выходит на стационарный режим. Интересно отметить, что в результате этого явления как положительные, так и отрицательные ионы мигрируют в одном и том же направлении — туда, куда дует электронный ветер. Иначе говоря, «эффективный заряд» любого атома или иона внутри такой нанотрубки всегда отрицателен, вне зависимости от его настоящего заряда. Изменить этот эффективный заряд можно, лишь поменяв саму нанотрубку — т. е перейдя от электронного к дырочному типу проводимости. Еще более поразительной находкой явилось то, что электронный ветер сносит и атомы, расположенные на внешней стороне нанотрубки и даже слегка в стороне от нее. Условно говоря, электронный ветер сдувает «изоляцию» с нанопроводов. Это является прекрасной иллюстрацией того, что не только электроны в атоме, но и электроны, несущие ток, представляют собой некоторое размазанное в пространстве «облако». Именно оно при движении через нанотрубку сдувает всё, что попадается на пути. Ясно, что следующим шагом в этом исследовании должна стать экспериментальная проверка описанных теоретиками явлений, после чего уже будет понятно, как именно надо бороться с электронными ураганами. Однако, как отмечают авторы, из этого явления можно попытаться извлечь и практическую пользу. Действительно, тут открываются интересные перспективы: ведь теперь вдоль электрической цепи можно «гонять взад-вперед» не только электроны, но и ионные потоки. Фактически, становится возможным обратимое изменение химического состава и электронных свойств отдельных участков электрической цепи. Поэтому не исключено, что это исследование породит новое направление в электронике. |
Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)
http://www.scorcher.ru/xml/news.rss
|