Sự kết hợp mới giữa oxit và chất bán dẫn có thể tạo ra thiết bị điện tử mới

Các ôxít cách điện là hợp chất có chứa oxy không dẫn điện, nhưng đôi khi có thể tạo ra các giao diện dẫn khi chúng được xếp lớp với nhau một cách chính xác. Các electron dẫn điện ở giao diện tạo thành một khí điện tử hai chiều (2DEG) với các tính chất lượng tử kì lạ làm cho hệ thống có thể hữu ích trong các ứng dụng điện tử và lượng tử ánh sáng.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Yale đã phát triển một hệ thống 2DEG trên gali asenua, một chất bán dẫn hiệu quả trong việc hấp thụ và phát ra ánh sáng.

Sự phát triển này hứa hẹn cho các thiết bị điện tử mới tương tác với ánh sáng, như các loại bóng bán dẫn mới, các thiết bị chuyển mạch siêu dẫn và cảm biến khí.

Lior Kornblum, hiện làm việc tại Viện Công nghệ Technion - Israel, mô tả nghiên cứu mới xuất hiện trong Tạp chí Vật lý học ứng dụng cho biết: "Tôi coi đây là công trình nghiên cứu tiền đề cho cácthiết bị điện tử ôxít".

Các nhà nghiên cứu ngạc nhiên khi thấy trong hệ thống 2DEG có kết hợp hai lớp ôxít cách điện có thể tạo ra electron dẫn điện hoạt động giống như một chất khí hoặc chất lỏng nằm giữa các lớp ôxít và có thể truyền thông tin.

Các nhà nghiên cứu trước đây đã quan sát 2DEG với chất bán dẫn nhưng ôxít 2DEG có mật độ electron cao hơn nhiều, làm cho chúng trở nên tiềm năng hơn cho một số ứng dụng điện tử.

Ôxít 2DEG có các thuộc tính lượng tử hấp dẫn. Ví dụ, hệ thống này dường như thể hiện sự kết hợp dễ dàng với các vật liệu từ tính và tính siêu dẫn cao.

Nói chung, rất khó để sản xuất ra ôxít 2DEG số lượng lớn vì chỉ có những mẩu tinh thể ôxít cần thiết mới làm ra được. Tuy nhiên, nếu các nhà nghiên cứu có thể phát triển các ôxít trên các tấm vật liệu bán dẫn thương mại, họ có thể mở rộng ôxít 2DEG dùng trong các ứng dụng trong thế giới thực.

Phát triển ôxít 2DEG trên chất bán dẫn cũng cho phép các nhà nghiên cứu tích hợp tốt hơn cấu trúc vật liệu với các thiết bị điện tử thông thường. Theo Kornblum, việc các mạch điện tử ôxít tương tác với các electron trong chất bán dẫn có thể tạo ra nhiều chức năng mới và áp dụng rộng rãi trong nhiều loại thiết bị hơn.

Xem thêm:

• Tại sao điện thoại phải để ở chế độ máy bay khi cất cánh và hạ cánh?
• 6 thói quen trước khi đi ngủ của những người cực kỳ thành công
• 2 cách đơn giản phát hiện thiết bị quay lén trong phòng