Ученые из Университета Пердью, Исследовательского центра им. Томаса Уотсона компании IBM и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (все — США) нашли способ создания резких гетеропереходов в многокомпонентных нанопроволоках.

Гетеропереходом называют контакт двух полупроводников различного химического состава. Если такой переход получается плавным, структуру нельзя будет использовать при создании транзисторов, поскольку она не дает возможности точно контролировать поток носителей заряда и «выключать» его.

Выращивание нанопроволок проводилось в сверхвысоковакуумной камере просвечивающего электронного микроскопа. Сначала исследователи нагревали микроскопические частицы сплава алюминия с золотом до температуры, превышающей 500 ˚C; затем в камеру подавался газ дисилан (Si₂Н₆). Капли сплава поглощали кремний, происходило перенасыщение, после чего начиналось формирование кремниевой нанопроволоки. На конце каждой нанопроволоки находился расплав алюминия и золота, что придавало структуре форму гриба.

Вид растущей нанопроволоки (иллюстрация Purdue University, Birck Nanotechnology Center / Seyet LLC)

В определенный момент температура в камере понижалась, и капли расплава затвердевали. После этого ученые заменяли подаваемый газ на дигерман (Ge₂Н₆) и возобновляли рост нанопроволоки. При повторении всего цикла можно, очевидно, получить и более сложную гетероструктуру.

Авторам также удалось создать квантовые точки — слои германия толщиной в несколько десятков атомов, заключенные в кремнии.