Учените от Националния изследователски ядрен университет "Московски инженерно-физически институт” в сътрудничество със специалистите от Института по физика на металите при Сибирския отдел на Руската академия на науките разработиха и изучиха нанохетероструктури на основата на галиев арсенид, способни да повишат бързината на действието на високочестотните микросхеми.

Хетероструктурата представлява отгледан на подложка слоест материал от различни полупроводници, обикновено използвани в електрониката. Съвременният “квантов материал” позволява те да се създават с онези свойства, които изисква производството на най-новите електронни прибори. Бързината на действието на приборите може да се подобри, повишавайки съдържанието на индий в “активния” тоководещ слой на материала.

Повишаването на съдържанието на индий позволява да се намали теглото на електроните в структурата, също да се повиши тяхната скорост, затова расте и бързината на действието на електронните прибори. Това обаче се усложнява от механичното напрежение на кристалната решетка в съседните слоеве. Учените от Националния изследователски ядрен университет "Московски инженерно-физически институт” решиха проблема, увеличавайки дебелия “преходен” слой и постепенно увеличавайки съдържанието на индий в състава на активния слой. В резултат на това учените го доведоха до почти 100 % при минимално механическо напрежение.

Растежът на пробите се осъществяваше чрез метода на епитаксията - послойно отглеждане на кристални съвършени полупроводници на “виртуална подложка”, която при ръста на преходния слой постепенно променя параметъра на кристалната решетка. Учените избраха оптималните условия за отглеждане: температурата на подложката, конструкцията на преходния слой, дебелината и състава на активния слой. Затова структурите се получиха с високо качество, с малко разсейване на електрони и малка (само 2 нанометра) грапавост на повърхността. Електронните свойства на създадените в Националния изследователски ядрен университет "Московски инженерно-физически институт"образци бяха измерени от специалистите от Института на физиката на материалите при Сибирския отдел на Руската академия на науките За това те проведоха изследвания при ниски температури (от 1,8 Келвина или —271,35 °С) в силно магнитно поле.

Това позволи да се наблюдават в активния слой квантови ефекти, свързани с високо съдържание на индий, по-специално, колебанията на магнитосъпротивлението и квантовия ефект на Хол (КЕХ), за откриването на който през 1985 година е била връчена Нобелова премия по физика.

Според мнението на специалистите, данните на руските учени, публикувани в научното списание "Journal of Magnetism and Magnetic Materials", позволяват да изясним особеностите на проявлението на КЕХ в съвременните наноструктури.

“Това, на първо място, е фундаментално изследване”, пояснява един от авторите на статията, доцент на катедрата по физика на кондензирани среди на Националния изследователски ядрен университет "Московски инженерно-физически институт” Иван Василевски. “Но ние виждаме и потенциала на неговото приложение. Това се дължи, най-вече, на факта, че подобни структури имат висока подвижност на електроните и осигуряват високи (до 220 GHz) честоти на работа на транзистори и микросхеми”, добави той.