Новости химической науки > Сверхпроводимость обнаружена и для германия

Сверхчистые полупроводники по определению не могут проявлять сверхпроводимость, так как концентрация носителей заряда при низких температурах в этих соединениях недостаточна для проявления сверхпроводимости.

Рисунок из Phys. Rev. Lett. 102, 217003

Концентрацию свободных зарядов в полупроводнике можно увеличить за счет химической модификации (chemical doping), например, ранее было показано, что модифицированные бором алмаз и кремний проявляют сверхпроводимость при 4 и 0.35 K соответственно. Хотя, конечно, в ряде случаев модификация может зайти настолько далеко, что есть опасность повреждения структуры самого полупроводника.

Томас Херманнсдорфер (Thomas Hermannsdörfer) из Лаборатории Магнитных полей высокой напряженности в Дрездене сообщает о том, что германий, модифицированный галлием, проявляет сверхпроводимость при 0.5 K и нормальном давлении.

Первый этап работы исследователей заключался в ионной имплантации галлиевых легирующих добавок в тонкий слой германия. Такая модификация привела к существенным повреждениям локальных кристаллических структур в германии. Самая сложная задача решалась на втором этапе – реконструкции кристаллической структуры германиевого полупроводника с помощью прокаливания. Прокаливание осуществляли таким образом, чтобы легирующие добавки не мигрировали к поверхности кристалла и не образовывали локальные зоны кластеризации и/или увеличении концентрации. Для этой процедуры исследователи использовали метод прокаливания с помощью импульсной лампы (flash-lamp annealing), в этом методе применяются короткие, но интенсивные импульсы света.

В дальнейшем исследователи планируют установить природу сверхпроводимости как для сверхпроводящих алмаза, кремния, так и для вновь полученного сверхпроводящего германия.

Источник: Phys. Rev. Lett. 102, 217003; DOI: 10.1103/PhysRevLett.102.217003

метки статьи: #неорганическая химия, #новые материалы, #физическая химия