Dolar 9,3088
Euro 10,8387
Altın 529,59
BİST 1.430
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

İlk Kez Süper İletken Kontaklarla Donatılmış Ultra İnce Yarı İletkenler

11.07.2021
45
İlk Kez Süper İletken Kontaklarla Donatılmış Ultra İnce Yarı İletkenler

Molibden disülfürün (MoS2) tek tabakası, üst tabaka boyunca uzanan molibden renyum (MoRe) kontakları ile iki koruyucu boron nitrür (hBN) tabakası arasına sıkıştırılmıştır. Elektrik kontrolü için bir grafen tabakası (kapı) kullanılır. Kredi: Mehdi Ramezani, İsviçre Nanobilim Enstitüsü, Basel Üniversitesi

Basel Üniversitesi araştırmacıları ilk kez süper iletken kontaklarla ultra ince bir yarı iletken donattı. Yeni elektronik ve optik özelliklere sahip bu son derece ince malzemeler, daha önce hayal edilmemiş uygulamaların önünü açabilir. Süperiletkenlerle birleştiğinde, yeni kuantum fenomenlerine yol açmaları ve kuantum teknolojisinde kullanım bulmaları bekleniyor.

Akıllı telefonlarda, televizyonlarda veya bina teknolojisinde, yarı iletkenler elektronikte ve dolayısıyla günlük hayatımızda merkezi bir rol oynamaktadır. Metallerin aksine, bir voltaj uygulayarak elektrik iletkenliklerini ayarlamak ve dolayısıyla akım akışını açıp kapatmak mümkündür.

Elektronik ve kuantum teknolojisindeki gelecekteki uygulamalara yönelik olarak araştırmacılar, yarı iletken bir malzemeden tek bir katmandan (tek katman) oluşan yeni bileşenlerin geliştirilmesine odaklanıyorlar. Yarı iletken özelliklere sahip bazı doğal olarak oluşan malzemeler, üç boyutlu bir kristal oluşturmak üzere istiflenmiş bu tür tek tabakalara sahiptir. Laboratuvarda araştırmacılar, tek bir molekülden daha kalın olmayan bu katmanları ayırabilir ve bunları elektronik bileşenler oluşturmak için kullanabilirler.

Yeni özellikler ve fenomenler

Bu ultra ince yarı iletkenler, elektronların manyetik momentlerini etkilemek için elektrik alanlarının kullanılması gibi, aksi takdirde kontrol edilmesi çok zor olan benzersiz özellikler sunmayı vaat ediyor. Ek olarak, kuantum teknolojisinde uygulamaları olabilecek bu yarı iletken tek tabakalarda karmaşık kuantum mekanik olaylar meydana gelir.


İlk kez, SNI araştırmacıları (Basel Üniversitesi) süper iletken kontaklarla atomik olarak ince bir yarı iletken donattı. Bu videoda ayrıntılı üretim sürecini gösteriyorlar. Kredi: C. Möller ve M. Ramezani, İsviçre Nanobilim Enstitüsü, Basel Üniversitesi

Dünya çapındaki bilim adamları, van der Waals heteroyapıları olarak bilinen yeni sentetik malzemeler oluşturmak için bu ince yarı iletkenlerin nasıl istiflenebileceğini araştırıyorlar. Bununla birlikte, şimdiye kadar, yeni malzemelerin özelliklerini ve özelliklerini daha derine inmek için böyle bir tek tabakayı süper iletken temaslarla birleştirmeyi başaramadılar.

süper iletken kontaklar

İsviçre Nanobilim Enstitüsü ve Basel Üniversitesi Fizik Bölümü’ndeki Profesör Christian Schönenberger’in araştırma grubundaki Dr. Andreas Baumgartner tarafından yönetilen bir fizikçi ekibi, şimdi, yarı iletken molibden disülfürün tek katmanını süper iletken kontaklarla donattı. İlk kez. (kutuya bakın)

Bu yarı iletken ve süper iletken kombinasyonunun bu kadar ilginç olmasının nedeni, uzmanların bu tür bileşenlerin yeni özellikler ve fiziksel fenomenler sergilemesini beklemesidir. Çalışmanın proje yöneticisi Baumgartner, “Bir süper iletkende elektronlar, bir danstaki ortaklar gibi kendilerini çiftler halinde düzenlerler – elektrik akımının dirençsiz akışı gibi garip ve harika sonuçlarla” diye açıklıyor. “Yarı iletken molibden disülfürde ise elektronlar tamamen farklı bir dans sergilerler, manyetik anlarını da içeren garip bir solo rutin. Şimdi, bu malzemeleri birleştirirsek elektronların hangi yeni ve egzotik dansları kabul ettiğini öğrenmek istiyoruz.”

Platform olarak kullanıma uygun

Süperiletkenlik için gereken düşük sıcaklıklarda – mutlak sıfırın hemen üzerinde (-273,15 °C) – elektriksel ölçümler, süperiletkenin neden olduğu etkileri açıkça göstermektedir; örneğin, belirli enerjilerde tek elektronlara artık izin verilmez. Ayrıca araştırmacılar, yarı iletken katman ile süper iletken arasında güçlü bir bağlantı olduğuna dair işaretler buldular.

Araştırmanın baş yazarı Mehdi Ramezani, “Güçlü eşleşme, bu tür van der Waals heteroyapılarında görmeyi beklediğimiz, ancak hiçbir zaman gösteremediğimiz yeni ve heyecan verici fiziksel fenomenlerde kilit bir unsurdur” diyor.

Baumgartner, “Ve elbette, elektronik ve kuantum teknolojisindeki yeni uygulamaları her zaman umut ediyoruz” diyor. “Prensipte, yarı iletken katmanlar için geliştirdiğimiz dikey kontaklar çok sayıda yarı iletkene uygulanabilir. Ölçümlerimiz, bu hibrit tek katmanlı yarı iletken bileşenlerin gerçekten mümkün olduğunu gösteriyor – belki de daha fazla içgörünün önünü açacak daha egzotik temas malzemeleriyle bile” diye ekliyor.

Referans: Mehdi Ramezani, Ian Correa Sampaio, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Christian Schönenberger ve Andreas Baumgartner tarafından yazılan “Tek Katmanlı Yarı İletkene Süper İletken Kontaklar”, 23 Haziran 2021, Nano Harfler.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00615

Finansman: İsviçre Ulusal Bilim Vakfı, İsviçre Nanobilim Enstitüsü (SNI) projesi P1701 ve ERC projesi Top-Supra (787414)

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.