Физики превратили обычный полупроводник в сверхпроводник

Ученые совершили прорыв, который может кардинально изменить будущее электроники: им удалось превратить германий — материал, широко используемый в компьютерных чипах и оптоволокне — в сверхпроводник.

Десятилетиями ученые пытались создать материалы, которые одновременно были бы полупроводниками, то есть основой современной электроники, и сверхпроводниками. Сверхпроводники способны проводить электричество с нулевым сопротивлением — ток в них может циркулировать бесконечно, не теряя свою энергию. Представьте батарейку, которая никогда не разряжается, или компьютер, который не нагревается при работе. Проблема в том, что заставить обычные полупроводники, например, кремний или германий, стать сверхпроводящими материалами чрезвычайно сложно.

«Создание сверхпроводимости в германии, который уже широко используется в компьютерных чипах и волоконной оптике, может стать основой для настоящей революции во множестве потребительских продуктов и промышленных технологий», — объясняет Джавад Шабани, физик из Нью-Йоркского университета и директор Центра квантовой информационной физики.

Секрет успеха заключался в особой технологии. Ученые насытили тонкие пленки германия атомами галлия — мягкого металла, часто используемого в электронике. Этот процесс называется легированием. Обычно высокая концентрация галлия разрушает кристаллическую структуру германия, но физики использовали метод молекулярно-лучевой эпитаксии — сверхточный способ выращивания кристаллических слоев атом за атомом.