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再见硅。微电子开发商被要求改用钻石
新的工作解释了金刚石如何将超导性和半导体特性结合在一种材料中。
来源:安全实验室新闻频道再见硅。微电子开发商被要求改用钻石
新的工作解释了金刚石如何将超导性和半导体特性结合在一种材料中。
钻石通常与强度、光彩和珠宝展示联系在一起，但物理学家对晶体的看法有所不同。通过适当的杂质，金刚石可以无电阻地传导电流，从而成为量子芯片的基础，其中光、磁特性、自旋效应和超导作用在一种材料中发挥作用。
来自美国能源部阿贡国家实验室、宾夕法尼亚州立大学和芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一个美国研究小组发现了添加硼的金刚石如何产生超导性。这项工作有助于理解为什么电流在这种材料中通过时在某些条件下不会损失，尽管纯金刚石的行为完全不同。
金刚石长期以来因其硬度、透明度、稳定性和极高的导热性而在先进电子领域受到重视。硼改变晶体的电学行为。 20多年前，科学家们证明掺硼金刚石能够转变为超导态，但物理图像在很长一段时间内仍然不完整。
为了了解这一机制，研究人员生长了薄薄的、高质量的金刚石薄膜，其中硼原子分布得很仔细。从外部看，这些薄膜看起来均匀且结晶，但测量显示出隐藏的微观结构。材料内出现了微小超导区域的马赛克。
科学家将这些区域称为“水坑”。各个“水坑”逐渐相互连接，形成连接网络后，电流就可以毫无阻力地通过钻石。对于研究人员来说，这一发现是出乎意料的，因为这些薄膜在结构上没有出现颗粒状或异质性。
该研究发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。