https://ria.ru/20230317/elektronika-1858481685.html
Российские ученые нашли путь к созданию электроники нового типа
Российские ученые нашли путь к созданию электроники нового типа - РИА Новости, 17.03.2023
Российские ученые нашли путь к созданию электроники нового типа
Сотрудники Московского физико-технического института (МФТИ), изучавшие свойства широко исследуемого в мире материала - двухслойного графена, нашли путь к... РИА Новости, 17.03.2023
2023-03-17T08:21
2023-03-17T08:21
2023-03-17T11:13
наука
технологии
россия
московский физико-технический институт
российский научный фонд
навигатор абитуриента
университетская наука
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e7/01/11/1845471404_0:0:3072:1728_1920x0_80_0_0_f28cc3e643ab7e8c835781f00ee9a261.jpg
МОСКВА, 17 мар - РИА Новости. Сотрудники Московского физико-технического института (МФТИ), изучавшие свойства широко исследуемого в мире материала - двухслойного графена, нашли путь к возможному созданию электронных приборов нового типа - быстродействующих энергоэффективных переключателей, химических и биологических сенсоров, а также детекторов излучения, которые невозможно было создать на обычных полупроводниках, сообщили РИА Новости в министерстве науки и высшего образования РФ. Основой всей современной полупроводниковой электроники является так называемый p-n-переход - область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости. Для электронов такой переход является энергетическим барьером. Наличие ступенчатого барьера для электронов в p-n-переходе определяет его главную функцию в электронике: этот переход является односторонним, ток в нем может течь лишь при одной полярности поданного напряжения. В 1960-е годы обнаружилось, что p-n-переходы могут проводить ток и благодаря эффекту квантового туннелирования - "просачиванию" электронов под энергетическим барьером. Подобным приборам - туннельным диодам - нашлось применение в электронике с низким энергопотреблением. Другим важным направлением в электронике стало повышение скорости срабатывания электронных приборов. Здесь не обойтись без новых материалов, где электроны на своем пути не встречают препятствий. Одним из таких материалов оказался двухслойный графен - двумерная модификация углерода, образованная двумя близко расположенными слоями графена. Но механизм протекания тока в p-n-переходах на основе двухслойного графена долгое время оставался непонятым. Ученые из лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ смогли ответить на этот вопрос. В своих экспериментах они пришли к выводу о доминирующем квантовом туннельном типе проводимости в этом материале. "Обнаруженная нами ситуация оказывается очень перспективной для электроники. Во-первых, мы имеем высокую электронную подвижность в графене, что дает возможность создания быстрых полупроводниковых приборов. Во-вторых, мы имеем туннельный характер транспорта, а это дает возможность управлять током при малых напряжениях, то есть энергоэффективность. Подобной комбинации скорости и энергоэффективности было невозможно достичь в электронике на основе "классических" полупроводниковых материалов", - отметил заведующий лабораторией оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрий Свинцов. По мнению авторов работы, обнаруженный ими эффект в числе прочего важен для внедрения двухслойного графена в цифровую электронику: туннельный эффект в двухслойном графене позволит "чувствовать" не только излучения, но и следовые количества химических и биологических соединений, то есть выступать в роли чувствительного химического и биологического сенсора. Работа выполнена при грантовой поддержке Российского научного фонда и Минобрнауки РФ. Результаты исследования опубликованы в ведущем профильном международном научном журнале Nano Letters.
https://ria.ru/20230309/nauka-1856408180.html
https://ria.ru/20230228/onkologiya-1854848022.html
россия
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2023
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
технологии, россия, московский физико-технический институт, российский научный фонд, навигатор абитуриента, университетская наука
Наука, Технологии, Россия, Московский физико-технический институт, Российский научный фонд, Навигатор абитуриента, Университетская наука
Российские ученые нашли путь к созданию электроники нового типа
Российские ученые нашли путь к созданию быстродействующей энергоэффективной электроники
МОСКВА, 17 мар - РИА Новости. Сотрудники Московского физико-технического института (МФТИ), изучавшие свойства широко исследуемого в мире материала - двухслойного графена,
нашли путь к возможному созданию электронных приборов нового типа - быстродействующих энергоэффективных переключателей, химических и биологических сенсоров, а также детекторов излучения, которые невозможно было создать на обычных полупроводниках, сообщили РИА Новости в министерстве науки и высшего образования РФ.
Основой всей современной полупроводниковой электроники является так называемый p-n-переход - область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости. Для электронов такой переход является энергетическим барьером. Наличие ступенчатого барьера для электронов в p-n-переходе определяет его главную функцию в электронике: этот переход является односторонним, ток в нем может течь лишь при одной полярности поданного напряжения.
В 1960-е годы обнаружилось, что p-n-переходы могут проводить ток и благодаря эффекту квантового туннелирования - "просачиванию" электронов под энергетическим барьером. Подобным приборам - туннельным диодам - нашлось применение в электронике с низким энергопотреблением.
Другим важным направлением в электронике стало повышение скорости срабатывания электронных приборов. Здесь не обойтись без новых материалов, где электроны на своем пути не встречают препятствий. Одним из таких материалов оказался двухслойный графен - двумерная модификация углерода, образованная двумя близко расположенными слоями графена.
Но механизм протекания тока в p-n-переходах на основе двухслойного графена долгое время оставался непонятым. Ученые из лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ смогли ответить на этот вопрос. В своих экспериментах они пришли к выводу о доминирующем квантовом туннельном типе проводимости в этом материале.
«
"Обнаруженная нами ситуация оказывается очень перспективной для электроники. Во-первых, мы имеем высокую электронную подвижность в графене, что дает возможность создания быстрых полупроводниковых приборов. Во-вторых, мы имеем туннельный характер транспорта, а это дает возможность управлять током при малых напряжениях, то есть энергоэффективность. Подобной комбинации скорости и энергоэффективности было невозможно достичь в электронике на основе "классических" полупроводниковых материалов", - отметил заведующий лабораторией оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ Дмитрий Свинцов.
По мнению авторов работы, обнаруженный ими эффект в числе прочего важен для внедрения двухслойного графена в цифровую электронику: туннельный эффект в двухслойном графене позволит "чувствовать" не только излучения, но и следовые количества химических и биологических соединений, то есть выступать в роли чувствительного химического и биологического сенсора.
Работа выполнена при грантовой поддержке
Российского научного фонда и Минобрнауки РФ. Результаты исследования опубликованы в ведущем профильном международном научном журнале Nano Letters.
