Современная электроника, от смартфонов до медицинских датчиков, зависит от способности материалов накапливать и управлять электрической энергией в невероятно малых масштабах. Чтобы сделать эти устройства меньше и эффективнее, ученые должны понимать эти свойства на атомном уровне.
Исследователи из Университета электросвязи разработали новаторский метод создания трехмерных карт диэлектрического отклика материала на атомном уровне. Используя этот инструмент, они сделали удивительное открытие про алмаз.
В отличие от большинства материалов (например, у кремния, из которого делают чипы), которые теряют диэлектрическую эффективность на своей поверхности, алмаз фактически демонстрирует ее увеличение. Это вызвано уникальными электронами на поверхности алмаза, которые ведут себя так, как будто они находятся в свободном пространстве, что делает их очень чувствительными к электрическим полям. Это открытие дает основу для следующего поколения углеродсодержащих технологий.
Например, оно может привести к разработке «холодных катодов», которые являются высокоэффективными источниками электронов, работающими при низких напряжениях, а также к созданию более компактных и быстрых электронных компонентов. Использование этих поверхностных эффектов может позволить ученым создавать гаджеты мощнее и экономичнее: они будут меньше греться, даже если станут еще миниатюрнее.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что aизики преодолели главное ограничение материалов для электроники будущего.