Открыт новый эффект в полупроводниковых материалах, ставящий под сомнение дислокационную теорию изменения электрических и механических свойств

В следствии изучений, совершённых интернациональной группой исследователей на базе Nordic Hysitron Laboratory (NHL) в Технологическом Университете Хельсинки (Helsinki University of Technology, Финляндия), было экспериментально получено новое объяснение результата трансформации пластичности полупроводников при действии электрического тока. Работа ведет к переосмыслению природы некоторых серьёзных особенностей полупроводниковых материалов.

Изменение электрической проводимости полупроводников при приложении механической нагрузки уже давно обрисовано учеными. Влияние деформации полупроводникового материала на его электрические особенности стало называться тензорезистивного результата и разъяснялось до сих пор только изменением и возникновением дислокаций межатомных расстояний при деформации, приводящих к трансформации структуры энергетических территорий кристалла.

В современных изучениях механических особенностей материалов ученые перешли к опытам на наноразмерном уровне: посредством способов наноиндентирования (изучения поведения материала при приложении точечного механического действия) были распознаны новые закономерности, а также быстрые эффекты (pop-in events), в то время, когда индентер весьма легко погружается в материал, что сигнализирует об упругопластическом переходе.

Более подробному изучению этих эффектов была посвящена работа под управлением доктора наук Романа Новака (Roman Nowak) из Технологического Университета Хельсинки (Helsinki University of Technology). Ученые поняли, что пластичность появляется не в следствии перемещения либо зарождения деформаций, а как следствие фазового превращения, инициированного наноразмерными трансформациями кристаллической структуры.

«Серьёзным следствием отечественного открытия, – говорит доктор наук Новак, – есть познание того, что макроскопические особенности материалов обусловлены процессами, происходящими в нано-количестве, и что они еще не хватает изучены. Весьма интересно узнать, как проявляется данный эффект в других полупроводниковых материалах, и потом возможно вспоминать о разнообразных его приложениях. К примеру, о разработке полупроводниковых переключателей и датчиков, работа которых основана на трансформации электрических черт материала при механическом давлении».

Ученые постарались ответить на вопрос «При каких условиях и в каких пространственных масштабах проявляются сотрудничества электрических и механических особенностей?» Неповторимые возможности прибора, созданного американской компанией Hysitron, разрешили совершить беспрецедентные параллельные измерения электрических и механических особенностей арсенида галлия в наноразмерном масштабе. На пример подавалось импульсное (пикообразное) напряжение, которое приводило к столь же стремительному фазовому переходу в веществе, подвергаемому механическому действию.

Данный эффект ученые ранее не выявляли при наноиндентировании. В это же время, основательность взятых результатов была дополнена вычислениями ab initio (без изначальных допущений).

Комментируя полученные результаты, ученые выделяют, что распознанный эффект есть некоторым неспециализированным свойством, а существующая теория трансформации электрических и механических особенностей материалов в ответ на нанодеформацию должна быть пересмотрена, потому, что эффект не имеет дислокационной природы.

Подробности работы, проводившейся в рамках финской исследовательской программы FinNano, размещены в издании Nature Nanotechnology.

Мария Костюкова

Случайные записи:

• На основе графена создан сверхчувствительный датчик массы
• Британские ученые настаивают на немедленных исследованиях влияния наночастиц на здоровье и окружающую среду

Лучшие ФИЛЬТРЫ VSCO

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Обнаружен новый материал, имеющий рекордно высокую на сегодняшний день температуру плавления

  Данные исследований, совершённых исследователями из университета Брауна (Brown University), показывают на то, что у людей имеется возможность синтеза…

• Новый материал, графено-нанотрубочная пена, способен выдержать вес, в 3 тысяч раз превышающий его собственный

  Графен известен всем в большей части как первый двухмерный материал, полученный учеными. Но, его узкая плоская двухмерная структура именно и есть…

• Обнаружены необычные электронные свойства кристаллических материалов на основе висмута, полезные для фотоэлементов и компьютерных чипов

  Физики Университета Ратгерса (Rutgers University) открыли электронные свойства и необычное поведение в материале, что имеет возможности применения в…

• Легирование дефектов графена позволит «настроить» материал для применения в электронике

  Не обращая внимания на впечатляющие чертей чистого графена, применять данный материал на практике выяснилось куда сложнее, чем предполагалось. В рамках…