Квантовий дизайн. Фізики навчилися програмувати електронні властивості металів через наноплівки

Зсув поверхневої роботи виходу діоксиду рутенію (RuO2) на понад 1 електронвольт став можливим завдяки маніпуляціям із товщиною плівки на нанометрових масштабах.  Фізики з Університету Міннесоти задіяли атомні взаємодії на межі розділу середовищ, щоб трансформувати електронну поведінку металу. Результати експериментів, оприлюднені в Nature Communications , відкривають шлях до створення енергоефективної електроніки нового покоління. Стабілізація міжфазної поляризації в металевій системі спростовує класичне бачення провідників, де цей ефект вважали неможливим. Раніше подібні властивості приписували лише ізоляторам або сегнетоелектрикам. Впровадження механізму поляризації в структуру металу надає вченим гнучкий інструментарій для точного налаштування провідності. « Поляризацію звикли асоціювати з діелектриками, фактично викреслюючи метали з цього контексту. Наші дані свідчать, що через продумане проектування інтерфейсу цей стан стає стабільним і в металевих системах, працюючи як важіль для корекції їхніх характеристик», — зазначає Бхарат Джалан, професор кафедри хімічної інженерії та матеріалознавства. Найбільш виражений вплив спостерігається при товщині металевого шару близько 4 нанометрів, що сумірне з шириною нитки ДНК. Саме в цій точці атомна структура металу змінює свій стан із деформованого, нав’язаного підкладкою, на релаксований. Фізичне перегрупування атомів безпосередньо визначає, як матеріал реагує на електричне поле. Син Гьо Чон, провідний автор дослідження, наголошує на масштабності отриманих даних: «Ми розраховували на незначні ефекти, натомість отримали колосальну й контрольовану зміну роботи виходу. Візуалізація полярних зміщень на рівні окремих атомів дала змогу напряму пов’язати геометрію решітки з електронними вимірюваннями». Теги:   Фізика Метал Електроніка Якщо ви знайшли помилку в тексті, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter