Физики разгадывают 140-летнюю загадку Эдвина Холла
Москва, 18:15, 13 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Исследователи открывают методы извлечения ранее недоступной информации из полупроводников. Исследование основано на открытии 19-го века, сделанного физиком Эдввином Холлом.
Исследование обещает привести к новому поколению полупроводниковых материалов и устройств.
Научная работа под руководством IBM сделала прорыв в разрешении загадки, которая сбивала физиков с толку в течение 140 лет.
Изобретение полупроводников способствовало нашему цифровому веку. Вы можете найти эти вещества, переносящие электричество, в вашем смартфоне и компьютере. Улучшение в этой области может иметь серьезные последствия для будущих гаджетов.
В 1879 году американский физик Эдвин Холл обнаружил так называемый эффект Холла, показывающий, что вы можете измерить, как течет электричество в проводнике. Он обнаружил, что поскольку магнитное поле отклоняет движение электронных зарядов в проводнике, вы можете измерить величину этого отклонения. Это число будет описывать напряжение, перпендикулярное (или поперечное) потоку заряда.
Современные исследователи признали, что вы можете также проводить измерения с эффектом Холла, используя свет в так называемых фото-холловских экспериментах, которые генерируют множество носителей (или электронно-дырочных пар) в сверхпроводниках. К сожалению, хотя напряжение Холла предоставляет важную информацию об этих носителях заряда в полупроводнике, оно было ограничено свойствами мажоритарного (доминирующего) носителя заряда, объясняют авторы статей Оки Гунаван и Дуг Бишоп в посте в исследовательском блоге IBM.
Получение информации как о мажоритарных, так и о второстепенных носителях, которые влияют на изменения проводимости, будет иметь ключевое значение для продвижения приложений, использующих свет, включая оптоэлектронные устройства, такие как солнечные элементы, светодиоды и лазеры, в качестве технологии искусственного интеллекта.
Теперь исследователи из KAIST (Корейский научно-исследовательский институт науки и технологий), KRICT (Корейский научно-исследовательский институт химической технологии), Университета Дьюка и IBM разработали новую формулу и методику получения информации как о мажоритарном, так и о миноритарном носителе.
Измерение, получившее название «Измерение с разрешением несущей» (CRPH), может одновременно извлекать информацию о мажоритарных и миноритарных носителях, такую как плотность и подвижность, время жизни несущей и длительность диффузии. Фактически, по сравнению с тремя параметрами измерения, традиционно полученными с использованием эффекта Холла, новая методика может получить до семи параметров информации.
Этот подход также использует преимущества инструмента, разработанного IBM, называемого ловушкой параллельной дипольной линии (PDL), которая генерирует колеблющееся магнитное поле. Он работает как идеальная система для фото-холловских экспериментов из-за большого пространства, выделяемого для освещения образца.
Если вы хотите углубиться в тему, ознакомьтесь с новым исследованием, опубликованным в журнале Nature.
