Полупроводники смогли удивить: они могут вести себя как металлы и как сверхпроводники

Международная группа учёных обнаружила новое свойство полупроводников. Оказалось, что один и тот же материал, но с несколько отличающейся атомарной структурой, обнаруживает фундаментально различные свойства. Это открытие заставит по-новому взглянуть на материалы для электронной промышленности. Может так статься, что мы, фигурально выражаясь, до сих пор забивали гвозди микроскопом.

На левом изображении слева проволока из полупроводника, а справа Z-образная проволока с металлическими свойствами. На правом изображении эта же нанопроволока между золотыми контактами.

Учёные из британского Университета Суонси и немецкого Университета Ростока провели глубокий анализ кристаллической структуры на поверхности полупроводниковых материалов. С помощью так называемого коллоидного синтеза учёные смогли получить из полупроводника сульфида свинца две по-разному упорядоченные структуры.

В обычных условиях оба типа атомов в материале равномерно смешаны, что позволяет сульфиду свинца быть полупроводником со всеми вытекающими свойствами. Но после специальной обработки взвеси материала в жидком растворе атомы свинца выстроились вдоль всей поверхности полученной таким образом нанопроволоки. Новая структура стала проводить существенно больше электрического тока, как это свойственно металлу, и показала обратную зависимость от температуры, что также характерно для металлов. Полупроводниковых свойств она не продемонстрировала.

Более того, после охлаждения нанопроволоки до криогенных температур она стала вести себя как сверхпроводник. Иначе говоря, её сопротивление электрическому току резко упало. Данное открытие позволяет надеяться, что в других популярных материалах также кроется возможность фундаментально менять свои свойства при определённой несложной обработке. А раз есть тайные возможности, то это даёт надежду на прорыв там, где не этого давно не ждали.