Ученые продемонстрировали эффект лавинного умножения носителей заряда в нанотрубках.

Авторы исследования: профессор Эрик Поп (слева),
студент Ян Чжао (в центре) и аспирант Альберт Ляо
(фото с сайта Illinois.Edu)

Американским исследователям удалось в ходе эксперимента зафиксировать значение токовой нагрузки для нанотрубок, заметно превосходящее расчетные данные.

Величина допустимой токовой нагрузки для металлических нанотрубок (25 микроампер) была измерена довольно давно; в случае с полупроводниковыми нанотрубками, напротив, точное значение этого показателя пока не установлено. Существующие теоретические модели предсказывают получение аналогичной предельной величины для однослойных полупроводниковых наноструктур.

По сообщению группы специалистов из Университета Иллинойса в Урбане-Шампэйн (США), им удалось опровергнуть выкладки теоретиков и добиться практически двукратного увеличения допустимой токовой нагрузки в нанотрубках указанного типа. Как выяснили ученые, при помещении в электрическое поле высокой напряженности (10 вольт на микрон) в полупроводниковых нанотрубках возможно развитие процесса лавинного умножения носителей заряда, вызываемого явлением ударной ионизации. Закономерности протекания упомянутого процесса в традиционных полупроводниковых структурах хорошо изучены (к примеру, явление лавинного умножения положено в основу функционирования лавинно-пролетных диодов), однако продемонстрировать его на примере нанотрубок никому ранее не удавалось.

Образцы для исследования были получены учеными путем химического осаждения из газовой фазы; затем созданные однослойные нанотрубки помещались в бескислородную среду и подвергались воздействию электрического поля. Для проведения измерений применялись палладиевые контакты.

Оказалось, что область насыщения на характеристике соответствует силе тока около 25 мкА, но при дальнейшем повышении напряженности поля происходит резкий рост тока, — рассказывает Эрик Поп (Eric Pop), профессор из Университета Иллинойса, возглавивший группу исследователей. — Мы повторили опыт несколько раз и сумели довести величину тока до 40 мкА, что приблизительно в два раза превышает значения, полученные нашими предшественниками.

По словам ученых, открытое ими свойство нанотрубок значительно расширяет возможности их применения.

Результаты нашего исследования говорят о том, что с использованием полупроводниковых однослойных нанотрубок можно создавать эффективные устройства, основанные на эффекте лавинного умножения, — заключает г-н Поп.