Nový výskum spoločnosti IBM priniesol prelom vo vyriešení záhady, ktorá fyzikov ovplyvňuje už 140 rokov. Objav môže prispieť k novej generácii polovodičových materiálov a zariadení, ktoré ich využívajú.
Vynález polovodičov bol nápomocný pri vzniku digitálnej doby, v ktorej žijeme. Aj zariadenie, na ktorom práve čítate tento článok, môže fungovať aj vďaka ním. Zlepšenie ich fungovania tak bude mať výrazný dopad na budúce technológie. Informuje o tom portál Big Think, blog spoločnosti IBM a vedecký portál Phys.
V roku 1879 objavil americký fyzik Edward Hall tzv. Hallov jav, ktorý vysvetľuje, ako je možné odmerať tok elektriny vo vodiči.
Hallov jav
je vznik potenciálového rozdielu na elektródach polovodičovej doštičky, ktorou prechádza elektrický prúd a súčasne sa nachádza v magnetickom poli s magnetickou indukciou neparalelnou (často kolmo pôsobiacou) so smerom vektoru prúdovej hustoty, charakterizovanom tzv. Hallovým napätím.
Hallov jav je proces generovania Hallovho elektrického poľa v polovodiči za súčasného pôsobenia vonkajšieho elektrického a magnetického poľa. Dôsledkom toho sa hromadí na jednej strane látky záporný náboj a na strane druhej náboj kladný. Vďaka tomu, že póly majú rôzny potenciál, vzniká Hallovo napätie. Doštičkou potom preteká prúd o hustote .
.Pôsobením Lorentzovej sily (Bz je indukcia) sú nosiče vychyľované na jeden pól doštičky. Hallovo pole vyvolá opačnú silu k Lorentzovej sile
Vedci zistili, že Hallov jav je možné merať aj pomocou svetla v tzv. Photo-Hall experimentoch, ktoré vytvárajú v supravodičoch viac nosičov. Naše chápanie Hallovho javu nám však prináša informácie iba o hlavnom či väčšinovom nosiči. Vedci nedokázali až doteraz získať vlastnosti obidvoch nosičov súčasne. Tieto informácie sú ale významné pre mnohé odvetvia týkajúce sa práce s optikou a svetlom, ako sú napríklad solárne články či iné optoelektronické zariadenia.
Táto metóda sa nazýva Carrier-Resolved Photo Hall (CRPH) a dokáže získať informácie ako je hustota a mobilita, životnosť nosiča, či dĺžku jeho šírenia. V porovnaní s tromi parametrami merania odvodenými od Hallovho javu, nová technológia ich môže odhaliť až sedem.
„Náš objav možno vyjadriť stručnou rovnicou Δμ = d (σ 2 H) / dσ„, uviedol hlavný autor štúdie Oki Gunawan.
Novovyvinutá technológia umožňuje získať veľké množstvo informácií z polovodičov. Vďaka ním môže nastať výrazný pokrok v oblasti polovodičov v existujúcich, ale aj novovznikajúcich technológiách. Vývoju sa nekladú medze, no objav môže výrazne urýchliť vývoj polovodičových technológií novej generácie, ako sú napríklad lepšie solárne články, lepšie optoelektronické zariadenia a zariadenia pre technológie využívajúce umelú inteligenciu.
Big Think
Nahlásiť chybu v článku