Читать книгу Журнал PC Magazine/RE №12/2008 - PC Magazine/RE - Страница 1

Канадские (не путать с британскими!) ученые из университета МакГилла в Монреале заявляют, что ими открыто новое состояние материи – и что прямую выгоду от этого открытия может получить электронная промышленность. Фактически перевод вещества в новообнаруженное состояние позволит, вполне вероятно, создавать транзисторы совершенно новой природы.

Новое состояние материи исследователи назвали квазитрехмерным электронным кристаллом. До сих пор в практике наблюдались лишь двумерные электронные кристаллы, полученные впервые в 1979 г., однако предсказанные еще в 1934 г. Евгением Вигнером, венгерским физиком.

Такой кристалл представляет собой твердую фазу вещества, образованного одними лишь электронами. При определенных условиях движущийся электронный газ «твердеет», а его частицы выстраиваются в решетку, аналогичную решетке обычного кристалла, поскольку такое поведение оказывается наиболее выгодным энергетически.

Эти решетки с треугольными в плоскости ячейками и называются кристаллами Вигнера. Получить двумерную решетку (при движении сверхтонкого слоя электронного газа в одной плоскости) в лаборатории проще, поскольку для формирования 3D-кристалла Вигнера необходимы существенно более низкие температуры и плотности, а также более сильные магнитные поля.

Канадцы же, о которых идет речь, обнаружили еще более любопытное явление, охлаждая лабораторную установку до температур, не превышающих одной тысячной градуса выше абсолютного нуля. Сама установка была помещена в поле мощнейшего на Земле постоянного магнита, который располагается во Флориде.

Открытие состоит в том, что внутри полупроводникового материала, помещенного в такую установку, при определенной температуре стали образовываться квазитрехмерные вигнеровские кристаллы – взаимодействующие плоскости «твердых» электронных решеток.

Практическое применение такой эффект может найти к тому времени, как нынешние транзисторные технологии, миниатюризируясь, упрутся в квантовый предел. Квантовые эффекты, весьма ощутимые при комнатной температуре, будут непосредственно влиять на работу сверхмалых транзисторов, приводя к сбоям при передаче, хранении и обработке данных.

Электронные же кристаллы куда более предсказуемы в своем поведении; оперировать ими, а не отдельными электронами в качестве носителей заряда для реальной наноэлектроники эффективнее. Правда, несколько смущают напряженности магнитных полей и температуры, необходимые сейчас для возникновения вигнеровских кристаллов в полупроводнике. Но технологии сверхпроводимости тоже когда-то начинались с представлявшихся неимоверно низкими температур в единицы градусов Кельвина…