Новинка в микроэлектронике: материал передает свет и ток лучше, чем кремний

Учёные из Германии впервые объединили в одном полупроводниковом материале четыре элемента — углерод, кремний, германий и олово. Новый сплав под названием CSiGeSn может стать основой для квантовых компьютеров, фотонных систем и чипов, которые преобразуют тепло в электричество. Об этом сообщает журнал Advanced Materials.

Обычно полупроводники делают на основе кремния. Это надёжный, но ограниченный материал, который плохо работает с фотоникой и квантовыми технологиями. Новый сплав решает эти проблемы. Он совместим с текущими производственными линиями, но при этом позволяет точнее управлять электронами и светом.

Создать такой материал раньше мешал углерод: его атом слишком мал и ведёт себя нестабильно. Однако немецким инженерам удалось использовать промышленную установку, которая "вплавляет" углерод без разрушения кристаллической решётки. В результате получился стабильный сплав без дефектов.

Главным достижением стало создание первого в мире светодиода на базе четырёхэлементной квантовой структуры. Такой светодиод может работать при комнатной температуре и станет основой для лазеров, фотодетекторов и других оптических систем. Также этот материал может использоваться в микросхемах, которые преобразуют тепло в энергию — например, в умных часах.

Новый материал открывает путь к более компактной и дешёвой электронике, где фотоника и квантовые технологии объединены прямо на кристалле. А главное — его можно производить уже на существующем оборудовании.