Sėkmingi naujų technologijų paieškos žingsniai

„Mes artėjame prie informacijos saugojimo apribojimų, nes fundamentalūs fizikos dėsniai paprasčiausiai mums neleis naudoti tų pačių metodų ir technologijų“, – pasakoja Nebraskos – Linkolno universiteto (JAV) fizikos ir astronomijos profesorius Jevgenijus Tsimbalas (Evgeny Tsymbal).

Mokslininką į priekį veda noras atrasti naują technologiją, kuri galbūt galėtų būti paremta nanostruktūrų elektroninės pernašos teorija.

Visai neseniai tyrėjų komandai, kurią be J. Tsimbalo sudaro dar keli kolegos iš įvairių mokslo institucijų, pavyko aptikti kai ką, kas galbūt padės tyrimus paversti nauja technologija, kuri ateityje leistų gaminti spartesnius, mažesnius ir išmanesnius elektroninius įtaisus.

Mokslininkų nuveikti darbai aprašyti vasario 18 d. prestižinio žurnalo „Science“ bei naujausiame žurnalo „Proceedings of the National Academy of Sciences“ numeriuose. Tyrėjus labiausiai domino elektronų elgesys, kuomet šie atsiduria oksidinių medžiagų sandūroje. Oksidinėmis medžiagomis vadinami junginiai, savyje turintys deguonies ir dažniausiai pasižymintys izoliacinėmis savybėmis – kitaip tariant, neleidžiantys tekėti elektros srovei.

Ankstesni tyrimai parodė, kad tarp dviejų oksidinių medžiagų įmanoma sukurti elektrai laidžią sandūrą. Naujausiame savo darbe mokslininkai atskleidžia, jog sandūros laidumo savybės priklauso nuo elektroninių koreliacijų.

Elektroninės koreliacijos priklauso nuo to, kaip toli vienas nuo kito yra išsimėtę elektronai, mat jos nusako elektronų judėjimo dinamiškumą. Tam, kad būtų lengviau visa tai įsivaizduoti, elektronus galima palyginti su žmonėmis, išsibarsčiusiais po minią. Tiek vieniems, tiek kitiems pats paprasčiausias būdas greitai ir veiksmingai pasiekti savo kelionės tikslą yra išvengti galimų susidūrimų.

Į nagrinėjamą sandūrą įterpę vieną atomų sluoksnį, tyrėjai netruko pastebėti, jog jie gali priversti elektronus judėti kartu.

Pasak J. Tsimbalo, šis atradimas mokslininkams atveria galimybę modeliuoti medžiagų savybes atominiu masteliu ir sukurti naujus, dirbtinius junginius, kuriuos būtų galima išnaudoti dar nematytais būdais.

„Štai kodėl šios sistemos taip mus domina – jos mums leistų gerokai sumažinti šiuolaikinius prietaisus, – teigia profesorius. – Taip pat leistų sukurti išmanesnius įrenginius ir užtikrinti spartesnį ryšį“.

Mokslininkus sudomino galimybė ištirti sistemos atsaką į sandaros suspaudimą ir ištempimą. Paaiškėjo, jog deformacijos paveikė atomų išsidėstymą, o tai savo ruožtu atsiliepė elektroninėms sandaros savybėms.

„Galimybė valdyti elektros sroves sandūroje šią deformuojant gali padėti naujų loginių įtaisų sukūrimo pagrindus“, – prideda J. Tsimbalas.