Как сообщает «Компьюлента», превращение полупроводников и диэлектриков в металлы или сверхпроводники осуществляется при помощи химического легирования, то есть замены атомов одного из элементов исходного соединения другими атомами с целью увеличения концентрации свободных носителей заряда n.
Иногда в экспериментах применяют электростатическое легирование, которое также дает возможность повысить концентрацию носителей. Более высокие значения напряженности достижимы в схеме, которую называют транзистором с двойным электрическим слоем (EDLT).
Данное устройство во многом напоминает полевой транзистор, но роль затворного диэлектрика в нем отводится жидкому электролиту. Когда в жидкость помещают подготовленный образец, ионы из электролита скапливаются у поверхности полупроводникового канала и образуют двойной электрический слой, который действует подобно конденсатору на границе раздела твердой и жидкой фаз.
В такой конфигурации физики, выполнявшие опыты с диэлектриком SrTiO3, сумели увеличить концентрацию носителей до ~1014 см-2 и зарегистрировали сверхпроводящее состояние SrTiO3 при Т = 0,4 К.
KTaO3 очень похож на SrTiO3, эти материалы имеют структуру перовскита и аналогичные зонные структуры. При температуре в ~10 К в схеме обычного полевого транзистора KTaO3 можно перевести в металлическое состояние, но сделать его сверхпроводником еще не удавалось.
Исследователи изготовили образцы EDLT с использованием монокристаллов KTaO3. В нормальных условиях они демонстрировали отличные транзисторные характеристики, а концентрация носителей, достигнутая при охлаждении, примерно на порядок превышала величину, которой ограничены возможности химического легирования.
Когда температура опустилась до 70 мК, ученые отметили уменьшение слоевого сопротивления, и через некоторое время, при 35 мК, оно стало нулевым. Как и любой другой сверхпроводник, KTaO3 выходил из состояния с отсутствующим сопротивлением, если экспериментаторы прикладывали магнитное поле.
Землетрясение в Японии: все новости
