Ученые Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" в сотрудничестве со специалистами Института физики металлов УрО РАН разработали и изучили наногетероструктуры на основе арсенида галлия, способные повысить быстродействие высокочастотных микросхем. 

Гетероструктура представляет собой выращенный на подложке слоистый материал из различных полупроводников, обычно используемых в электронике. Современный "квантовый дизайн" позволяет создавать их с теми свойствами, которых требует производство новейших электронных приборов. 

Быстродействие приборов можно улучшить, повышая содержание индия в "активном" токоведущем слое материала. Увеличение содержания индия позволяет уменьшить массу электронов в структуре, а также увеличить их скорость, поэтому возрастает и быстродействие электронных приборов. Однако это осложняется механическим напряжением кристаллической решётки у прилежащих слоёв. 

 
 
 
 
 
Физики из Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" решили проблему, нарастив толстый "переходный" слой и постепенно увеличивая содержание индия в составе активного слоя. В итоге ученые довели его почти до 100% при минимуме механических напряжений. 

Рост образцов проводился методом эпитаксии – послойного выращивания кристаллически совершенных полупроводников на "виртуальной подложке", у которой при росте переходного слоя постепенно меняется параметр кристаллической решетки.

Ученые подобрали оптимальные условия для выращивания: температуру подложки, конструкцию переходного слоя, толщину и состав активного слоя. Поэтому структуры получились высокого качества, с малым рассеянием электронов и малой (всего 2 нанометра) шероховатостью поверхности.

Так художник представляет себе работу мемристора, созданного на основе нового материала из эпитаксиальных пленок 
 
 
Электронные свойства созданных в НИЯУ МИФИ образцов измерили специалисты ИФМ СО РАН. Для этого они провели исследования при низких температурах (от 1,8 Кельвинов или —271,35 °С) в сильном магнитном поле. Это позволило наблюдать в активном слое квантовые эффекты, связанные с высоким содержанием индия, в частности, колебания магнетосопротивления и квантовый эффект Холла (КЭХ), за открытие которого в 1985 году была вручена Нобелевская премия по физике. 

По мнению специалистов, данные российских ученых, опубликованные в научном журнале "Journal of Magnetism and Magnetic Materials", позволяют прояснить особенности проявления КЭХ в современных наноструктурах.

"Это, в первую очередь, фундаментальное исследование, – поясняет один из авторов статьи, доцент кафедры физики конденсированных сред НИЯУ МИФИ Иван Васильевский. – Однако мы видим и потенциал его прикладного применения. Он обусловлен, прежде всего, тем, что подобные структуры имеют высокую подвижность электронов и обеспечивают высокие (до 200 ГГц) частоты работы транзисторов и микросхем". 

Источники

Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники - новости на сегодня 16.03.2018
News2world.net, 16/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
Москва-ТуТ (moskva-tyt.ru), 16/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
РИА Новости, 16/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
MosDay.ru, 16/03/2018
В МИФИ создали наноструктуры, ускоряющие электронику
ПолитВести (politvesti.com), 18/03/2018
В МИФИ создали наноструктуры, ускоряющие электронику
Наука и техника (naucaitechnika.ru), 18/03/2018
В МИФИ создали наноструктуры, ускоряющие электронику
Ruposters (ruposters.ru), 18/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
Agentnews.ru (agentnews.ru), 17/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющи е работу электроники
Русский переплет (pereplet.ru), 16/03/2018
Российские ученые ускорили работу электроники
Русская планета (rusplt.ru), 16/03/2018
В России ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
Русский Дозор (rusdozor.ru), 16/03/2018
Ускорить работу электроники: в России нашли способ "разогнать" микросхемы
VN (vigornews.ru), 16/03/2018
В России ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники (ИНФОГРАФИКА)
Newstes.ru, 16/03/2018
В России ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники (ИНФОГРАФИКА)
ПолитВести (politvesti.com), 16/03/2018
В России ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники (ИНФОГРАФИКА)
Русская весна (rusvesna.su), 16/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
3news.ru, 16/03/2018
Ускорить работу электроники: в России нашли способ "разогнать" микросхемы
Политэксперт (politexpert.net), 16/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
Новости сибирской науки (sib-science.info), 16/03/2018
В России ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники (ИНФОГРАФИКА)
Fromua.news, 16/03/2018
Российские ученые создали наноструктуры, ускоряющие работу электроники
Nanonewsnet.ru, 25/03/2018

Похожие новости

  • 09/07/2018

    Впервые высокодетальный снимок со спутника Аист-2Д принят российским комплексом космического мониторинга «Лоретт»

    Высокодетальный снимок с российского спутника Аист-2Д принят лабораторным комплексом космического мониторинга «Лоретт» (LoReTT - Local Real Time Tool). Аппарат Аист-2Д передал данные на территорию города Перт (Австралия) 15 июня 2018 г.
    191
  • 19/01/2018

    В России создаются двигатели для гиперзвуковых ракет будущего

    ​Прошли успешные испытания так называемых детонационных ракетных двигателей, давшие очень интересные результаты. Опытно-конструкторские работы в этом направлении будут продолжены. Детонация - это взрыв.
    756
  • 10/07/2018

    В МИФИ ищут новые подходы к созданию батарейки, работающей 100 лет

    ​Специалисты Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) разрабатывают радиоизотопные источники питания на основе бета-вольтаических источников питания с использованием нанокластерных пленок радиоизотопа никель-63.
    167
  • 23/11/2017

    Сибирские ученые модернизировали метод расчета движения жидкостей

    ​Исследователи из Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета и Сибирского отделения РАН предложили использовать для гидродинамических расчетов систему из нескольких графических процессоров вместо центрального.
    473
  • 20/03/2015

    Сибирские ученые приняли участие в международной выставке "Фотоника. Мир лазеров и оптики"

    ​В мероприятии, посвященном новейшим разработкам в области оптической, лазерной и оптоэлектронной техники, участвовали 9 институтов из Новосибирска, Томска и Кызыла. Как сообщает сайт Сибирского отделения Российской академии наук, стенд СО РАН в этом году занимала бОльшую площадь, чем в прошлом, что позволило с комфортом разместить экспонируемые образцы.
    742
  • 15/01/2018

    Российские ученые выяснили, как способ обработки полипропилена влияет на механические свойства конечного изделия

    ​Коллектив учёных, в том числе из Института синтетических полимерных материалов РАН и МФТИ, выяснил, как «правильность» молекул полипропилена и способ обработки влияют на механические свойства конечного изделия.
    423
  • 06/09/2017

    В Новосибирске расмотрели альтернативы «мусорному» концессионеру

    ​Альтернативные предложения по сбору и утилизации отходов были рассмотрены в рамках "Городской ассамблеи" в Новосибирске. Местные разработчики предложили новые современные технологии переработки ТКО.
    772
  • 01/08/2017

    В РФ создано акустоэлектронное устройство с диапазоном в два раза больше, чем у аналогов

    ​Исследователи из Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов в Москве и Сибирского федерального университета (СФУ) создали эффективное акустоэлектронное устройство на основе синтетических алмазов, сообщила в понедельник пресс-служба СФУ.
    625
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    1333
  • 25/01/2016

    Российские ученые разработали новую биосенсорную тест-систему для анализа крови

    ​Отныне анализ крови станет не сложнее теста на беременность, благодаря новой разработке исследователей из ИОФ РАН и МФТИ. Речь идет о новой  биосенсорной тест-системе, основанной на применении магнитных наночастиц и предназначенной для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости.
    1622