Нитевидные нанокристаллы обладают уникальным свойством не поддаваться деформации даже при высокой нагрузке на растяжение. Команда исследователей из Германии успешно продемонстрировала, что скорость электронов в нанонитях можно значительно повысить — примерно на 30%, если воздействовать на сердцевину растягивающим усилием. Этот феномен открывает возможность разработки сверхбыстрых транзисторов. Последние сделают электронику компактнее, быстрее и энергоэффективнее.

Полупроводящие нанонити обещают подарить людям более быстрые компьютеры, у которых микрочипы миниатюрнее, но эффективнее, а расход энергии ниже. Ключевую роль в этих идеях играет подвижность электронов: чем быстрее они разгоняются, тем быстрее работает транзистор и тем меньше энергии он требует.

Команда специалистов из Научно-исследовательского центра им. Гельмгольца, Дрезденского технического университета и лаборатории NaMLab показала в ходе эксперимента, что подвижность электронов существенно повышается, когда сердцевина нити находится под действием деформации растяжением. Этот феномен открывает новые возможности для разработки сверхбыстрых транзисторов, пишет Science Daily.

В частности, исследователи изучали поведение электронов в нанонитях с сердцевиной из арсенида галлия и с оболочкой из арсенида индия-алюминия. Разные химические ингредиенты в компонентах нанонити обеспечивают небольшие отличия в кристаллической решетке, которые заставляют оболочку оказывать растягивающее усилие на более тонкий сердечник. В результате арсенид галлия меняет свои электронные свойства.

«Мы воздействуем на эффективную массу электронов в сердцевине, — пояснил Эммануил Димакис, инициатор исследования. — Электроны становятся легче, так сказать, что делает их более подвижными».

То, что было теоретическим предсказанием, было подтверждено экспериментально в серии тестов — электроны в сердцевине двигаются примерно на 30% быстрее при комнатной температуре, по сравнению с нитями без нагрузки или когда они изготовлены целиком из арсенида галлия.

Следующим шагом ученых станет разработка и испытание первых прототипов транзисторов. Но прежде придется изготовить подходящие металлические контакты, изучить процесс легирования нитей кремнием и оптимизировать этапы производства.