Матеріал з високою рухливістю електронів – як автотраса без заторів, якою безперешкодно мчать електрони. Що вищий цей показник, то ефективніша електрична провідність матеріалу і то менше енергії витрачається в процесі. Команда фізиків зі США досягла рекордного рівня рухливості електронів у мінералі тетрадиміті. Надтонка плівка цього матеріалу продемонструвала найвищу рухливість електронів у своєму класі.
Мінарали тетрадиміти складаються з вісмуту, телуру, сірки та селену. Їхня кристалічна структура складається з ромбоедричних кристалів, з’єднаних у парні групи по чотири. У 50-ті роки вчені виявили, що тетрадиміти проявляють напівпровідникові властивості, придатні для пасивного перетворення тепла в електрику. У 90-х було запропоновано спосіб істотно підвищити термоелектричні властивості мінералу в мікроскопічному шарі. Стало зрозуміло, що при більш пильному вивченні можуть проявитися й інші властивості.
Для цього вчені застосували молекулярну епітаксію, метод нанесення молекул на підкладку, зазвичай у вакуумі та за чітко визначеної температури. Контролюючи швидкість конденсації молекул, можна вирощувати надтонкі шари кристалів заданої конфігурації і з мінімумом дефектів. Так були вирощені плівки тетрадиміту товщиною близько 100 нм, пише MIT News.
Випробування шляхом вимірювання квантових осциляцій показали наявність певного ритму коливань. Це означає, що плівка проявляє найвищу рухливість електронів для цього класу матеріалів. Ймовірно, причина в малій кількості дефектів і домішок, що перешкоджають зазвичай руху електронів.
Дослідники припускають, що тонкі плівки тетрадиміту стануть застосовуватися в електроніці майбутнього як переносні теромоелектричні пристрої, що перетворюють відкидне тепло в електрику. Також цей матеріал може стати основою для створення спінтронних пристроїв, що обробляють інформацію з меншою витратою енергії, ніж традиційні кремнієві рішення.