Ученые обнаружили новый вид переноса электрического заряда в полупроводниках

Перенос электрического заряда


Ученые из университета Аальто (Aalto University), Финляндия, и университета Марбурга (University of Marburg), Германия, некоторое время совместно изучали процессы переноса электрических зарядов на границах полупроводниковых материалов разных типов. И во время этих экспериментов ученые заметили новый вид переноса электрического заряда, в котором носителем является пара, сформированная отрицательно заряженным электроном и носителем положительного заряда, электронной дыркой. Когда такая пара подходит к границе между материалами, ее заряд переносится через границу и продолжает двигаться при помощи точно такой же пары носителей. Если процессы такого необычного переноса зарядов удастся использовать в своих целях, то это открывает интересные перспективы для более быстрого и эффективного выполнения сложных логических операций в электронных устройствах.

"Помимо микроэлектроники, процессы переноса электрических зарядов играют ключевые роли во многих видах химических, физических и биологических процессов, таких как фотосинтез" - рассказывает профессор Илкка Титтонен (Ilkka Tittonen) из университета Аальто.

Согласно классической физике заряженная частица не может преодолеть барьер между двумя полупроводниковыми материалами разных типов, однако, благодаря явлению квантового туннелирования такие частицы проходят через барьеры, если их толщина позволяет это сделать. В недавно обнаруженном виде процесса переноса при помощи туннелирования переносятся не отдельные заряды, точнее, не отдельные частицы, а переносится информация, заключенная в паре из электрона и электрически связанного с ним носителя положительного заряда. Эта связанная пара, состоящая из электрона и положительно заряженной электронной дырки, представляет собой квазичастицу, имеющую название экситон.

"Наблюдаемый нами процесс достаточно уникален. При помощи оптического импульса терагерцовой частоты информация, представленная в виде так называемой корреляции пары электрон-дырка, переносится через барьер, без процесса тунеллирования экситона непосредственно, который распадается на одной стороне и возникает на другой стороне барьера" - рассказывает профессор Титтонен, - "До последнего времени в любой из областей современной физики нам не удавалось наблюдать явлений, полностью эквивалентных этому".

В новом явлении комбинируются полупроводниковые и терагерцовые технологии, что позволит реализовать в микроэлектронике выполнение совершенно новых типов логических операций. Возможно, на основе этого явления будут спроектированы новые типы микропроцессоров, которые функционируют частично на принципах оптики, а частично - на принципах традиционной электроники.




Ключевые слова:
Полупроводник, Барьер, Туннелирование, Частица, Электрон, Дырка, Экситон, Перенос, Электрический, Заряд, Импульс, Свет

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым удалось увидеть процесс раскола электрона на две части
  • Ученые выяснили, что тепло распространяется в графене и других "плоских" ...
  • Белок кальмара может стать мостом, связывающим компьютеры с мозгом и нервно ...
  • Создан наноразмерный охлаждающий элемент, работающий за счет движения спин- ...
  • Ученым впервые удалось наблюдать вживую за движением и поведением экситонов




  • 9 апреля 2015 10:34
    #1 Написал: Akronix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 90
    Автор, ну это жестяк.
    "отрицательно заряженным электроном" - а что бывают положительно заряженные?
    "положительно заряженной электронной дырки" - А бывают отрицательно заряженные дырки?
        
    9 апреля 2015 10:45
    #2 Написал: shokshok

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Позитрон например. Ну это если придираться к словам)
        
    9 апреля 2015 10:53
    #3 Написал: Akronix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 90
    shokshok,
    Позитрон это ж другое слово. И оно обозначает антивещество.
        
    9 апреля 2015 17:43
    #4 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Ничего не понятно. Дырка (это не частица; это отсутствие электрона в нужном месте в атоме кристалла) и электрон не могут двигаться вместе в одном направлении под действием единого постоянного поля. Физически это означает, что два электрона образуют пару; причём один дрейфует в поле свободно, другой же прыгает по вакансиям в атомах, изображая дырку. Двигаться вместе они могут, но дырка-то будет перемещаться в противоположном направлении!
    По-моему, они наблюдали что-то непонятное им в опытах, и пытаются описать это в терминах электронно-дырочной проводимости.
        
    9 апреля 2015 22:45
    #5 Написал: Akronix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 90
    Цитата: vpreunov
    экситон

    Статья конечно слабенькая, но.
    Тут нужно курить термин экситон.
    То есть - Квазичастица — понятие в квантовой механике, введение которого позволяет существенно упростить описание сложных квантовых систем со взаимодействием.
        
    10 апреля 2015 05:56
    #6 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Цитата: vpreunov
    Двигаться вместе они могут, но дырка-то будет перемещаться в противоположном направлении!

    Может, какой-то электрон движется в обратном направлении рядом(вместе) с дыркой?
        
    19 апреля 2015 18:39
    #7 Написал: cable60

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Нет господа , здесь немного более сложный процесс и протекает он только при условии: " ... такие частицы проходят через барьеры, если их толщина позволяет это сделать" , т.е. здесь существуют определённые граничные условия...
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.