მინესოტას უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა ლითონების მართვის რევოლუციური მეთოდი შეიმუშავა. მათ აღმოაჩინეს, რომ ატომურ დონეზე მანიპულაციით შესაძლებელია ლითონის ელექტრონული მახასიათებლების მკვეთრი ცვლილება.

კვლევა, რომელიც ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა, ფოკუსირებულია რუთენიუმის დიოქსიდზე (RuO2). მეცნიერებმა გამოიყენეს ფენომენი, რომელსაც „ინტერფეისულ პოლარიზაციას“ უწოდებენ. ჩვეულებრივ, პოლარიზაცია დამახასიათებელია იზოლატორებისა და ფეროელექტრიკებისთვის, თუმცა ამ შემთხვევაში მკვლევრებმა მისი სტაბილიზაცია ლითონურ სისტემაში მოახერხეს.

4 ნანომეტრის კრიტიკული ზღვარი

ექსპერიმენტის შედეგად დადგინდა, რომ ცვლილებების ეფექტურობა პირდაპირ კავშირშია ლითონის ფენის სისქესთან. ყველაზე დრამატული შედეგები დაფიქსირდა მაშინ, როდესაც რუთენიუმის დიოქსიდის ფირის სისქე დაახლოებით 4 ნანომეტრს — დნმ-ის ერთი ჯაჭვის სიგანეს — გაუტოლდა.

„ჩვენ ხშირად ვფიქრობთ, რომ პოლარიზაცია მხოლოდ იზოლატორებს ეკუთვნით. ჩვენმა კვლევამ აჩვენა, რომ ინტერფეისის სწორი დიზაინით, ეს მახასიათებელი ლითონებშიც სტაბილურია და მისი გამოყენება შესაძლებელია ელექტრონული თვისებების სამართავად,“ — აცხადებს პროფესორი ბჰარატ ჯალანი.

ამ სისქეზე ლითონი განიცდის გარდაქმნას დაძაბული მდგომარეობიდან უფრო რელაქსირებულ ატომურ მოწყობამდე. სწორედ ეს ცვლილება იძლევა ზედაპირის მუშაობის ფუნქციის (work function) 1 ელექტრონ-ვოლტზე მეტით რეგულირების შესაძლებლობას.

პერსპექტივები ტექნოლოგიურ სფეროში

ეს აღმოჩენა არამხოლოდ ფუნდამენტურ ფიზიკას აფართოებს, არამედ პრაქტიკულ გამოყენებასაც ჰპოვებს. მკვლევართა აზრით, მიღებული შედეგები საფუძვლად დაედება შემდეგი თაობის ელექტრონულ მოწყობილობებს, კატალიზურ სისტემებსა და კვანტურ ტექნოლოგიებს.

კვლევაში ჩართულნი იყვნენ წამყვანი აკადემიური ინსტიტუტები, მათ შორის მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი (MIT) და ტეხასის A&M უნივერსიტეტი. პროექტს აფინანსებდნენ აშშ-ის ენერგეტიკის დეპარტამენტი და საჰაერო ძალების სამეცნიერო კვლევების ოფისი.

სამომავლოდ, მეცნიერები გეგმავენ უფრო ღრმად შეისწავლონ, თუ როგორ შეიძლება ამ მეთოდის მასშტაბირება სხვადასხვა ტიპის ლითონებზე, რაც ინდუსტრიულ დონეზე უფრო მძლავრი და კომპაქტური მიკროსქემების შექმნას შეუწყობს ხელს.