Ученые из Университета Миннесоты в Твин-Сити представили способ управления электронным поведением металла. Метод заключается в воздействии на атомные свойства материалов в местах их соприкосновения. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
В ходе исследования выяснилось, что межфазная поляризация способна изменять работу выхода поверхности металлического диоксида рутения (RuO2) более чем на один электронвольт (эВ). Для достижения этого эффекта достаточно регулировать толщину пленки в нанометровом масштабе.
Бхарат Джалан, профессор и заведующий кафедрой химической инженерии и материаловедения, пояснил, что поляризацию традиционно связывают с изоляторами или сегнетоэлектриками, но не с металлами. Работа демонстрирует, что при точном проектировании интерфейса можно стабилизировать поляризацию в металлической системе и использовать ее как регулятор для настройки электронных свойств.
Наиболее заметно специфическое изменение, когда толщина металлического слоя достигает около четырех нанометров (примерно ширина нити ДНК). При данной толщине металл переходит из состояния «растянутости» под воздействием нижележащего материала в более «расслабленное» состояние. Этот переход доказывает прямое влияние физической упаковки атомов на взаимодействие металла с электричеством.
Сын Ге Чжон, первый автор исследования, отметил, что команда ожидала незначительных эффектов на границе раздела фаз, однако получила большое и контролируемое изменение работы выхода. Особый интерес для ученых представила возможность визуализировать полярные смещения на атомном уровне и связать их с электронными измерениями. Полученные данные могут найти применение при разработке электронных, каталитических и квантовых устройств следующего поколения.
Ранее ученые в Сибири предложили способ получения вторичного алюминия.
