Закон Ома поборол квантовые эффекты в нанопроводах

Ученые из Австралии и США установили, что закон Ома выполняется и для нанопроводов.

Ранее это ставилось под сомнение из-за возможных квантовых эффектов. Статья ученых появилась в журнале Science.

В рамках исследования ученые покрыли подложку из кремния водородом, после чего проделали в покрытии борозды при помощи иглы сканирующего туннельного микроскопа. Полученную поверхность обработали фосфором, в результате чего обнаженные регионы кремниевой подложки приобрели вкрапления этого вещества. В конце опыта после нагрева (это позволило избавиться от водорода) подложка была покрыта слоем кремния.

В результате операции ученые получили подложку с "проводами" из легированного фосфором кремния, самые миниатюрные из которых были высотой в один атом, а шириной в четыре. Экспериментально ученые установили, что удельное сопротивление электрическому току не зависит от диаметра такого провода, в то время как остальные "металлические" характеристики проводов удалось проверить при помощи численного моделирования.

Из этого ученые заключили, что закон Ома, который связывает напряжение, силу тока и сопротивление проводника, по-прежнему выполняется. Исследователи полагают, что ключевую роль в классическом поведении нанопроводов играет тот факт, что они расположены непосредственно внутри кремниевой подложки.

Из-за этого у них нет поверхности, которая могла бы влиять на мобильность электронов в материале.

По словам специалистов, которые приводит Nature, новые результаты имеют непосредственное значение для электроники. Так, одним из препятствий в дальнейшей миниатюризации электронных цепей является возникновение квантовых эффектов. В рамках новой работы исследователи показали, что влияние этих эффектов может быть существенно переоценено.

При этом специалисты по производству электроники утверждают, что метод производства проводов, использованный в работе, не подойдет для современных производств. В настоящее время электроника печатается методом фотолитографии, при котором цепи формируются непосредственно на поверхности подложки.