Группа специалистов из Вестфальского университета имени Вильгельма (Германия) сделала важнейшее открытие, которое, вероятно, позволит модернизировать технологию производства полупроводниковых интегральных схем.

Зависимость величины термоЭДС (указана в микровольтах на кельвин) от температуры для трех образцов Ag10Te4Br3 (изображение получено авторами исследования).

Новое соединение, полученное учеными, может служить как электронным, так и дырочным полупроводником, причем изменение свойств материала вызывается простым повышением температуры.

В состав уникального соединения (химическая формула Ag₁₀Te₄Br₃) входят серебро, теллур и бром. Материал изменяет свои характеристики в трех четко выделенных температурных точках (290, 317 и 390 кельвинов), совершая переход из состояния дырочной проводимости к электронной и обратно. Исследователи объясняют сдвиги концентрации носителей заряда изменениями структуры соединения при повышении температуры; в частности, часть ионов теллура в таких условиях образует подвижные цепочки, с которыми затем связываются ионы серебра. Следует отметить, что процесс чередования свойств Ag₁₀Te₄Br₃ обратим.

Не менее интересными оказались тепловые характеристики материала. К примеру, при температуре от 355 до 410 кельвинов он демонстрирует выдающиеся эндотермические свойства, то есть способность поглощать значительное количество теплоты. При этом температуропроводность вещества очень низка, а скорость изменения термоЭДС (см. эффект Зеебека; графический вид зависимости показан на рисунке) под воздействием температуры, напротив, необычайно высока.

В будущем новое соединение может быть использовано для создания элементов памяти, однако сами исследователи надеются, что оно найдет более широкое применение. «Раньше для конструирования транзисторов, используемых в интегральных схемах, требовалось два различных вещества; теперь у нас появилась реальная возможность заменить их одним универсальным материалом», — отметил в интервью сайту PhysOrg Том Найлджес (Tom Nilges), химик из Вестфальского университета.

Отчет ученых опубликован в журнале Nature Materials.

Подготовлено по материалам PhysOrg.