Физики случайно увеличили проводимость титаната стронция в 400 раз

Физики из Вашингтонского университета обнаружили устойчивую фотопроводимость в кристаллах титаната стронция (SrTiO₃). Открытие было сделано случайно - ранее подобный эффект в титанате стронция не только не наблюдался, но, по словам ученых, и не ожидался. Статья физиков появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе университета.

Фотопроводимость - явление, свойственное полупроводникам, которое заключается в увеличении проводимости материала после попадания на него света (или любого другого электромагнитного излучения - от инфракоасного до рентгеновского). Эффект заключается в следующем: фотоны возбуждают электроны в материале. Это приводит к росту количества переносчиков заряда (электронов и дырок), что, в свою очередь, приводит к росту проводимости. Фотопроводимость известна достаточно давно и используется в самых разных областях, например, в некоторых копировальных аппаратах.

Устойчивая фотопроводимость - это относительно недавно открытое явление, которое является частным случаем фотопроводимости. Его суть состоит в том, что разовое облучение материала светом приводит к тому, что проводимость возрастает на достаточно долгое время.

В рамках новой работы исследователи описали эффект в титанате стронция. Устойчивая проводимость в кристаллах этого материала наблюдается при комнатной температуре. Более того, способно сохраняться достаточно долго: при длительности облучения в 10 минут, проводимость остается почти неизменно высокой (она выросла примерно в 400 раз) в течение нескольких дней. Исследователи говорят, что подобный эффект может быть использован при создании современной вычислительной техники, например, памяти. Информация в такой памяти будет кодироваться электропроводимостью разных регионов.

Рост проводимости в 400 раз при комнатной температуре не является рекордом. Например, в 2012 году в ACS Nano вышла работа, в которой была описана гигантская устойчивая фотопроводимость. Речь идет о росте проводимости на 5 порядков в области соприкосновения титаната стронция (авторы новой работы, напомним, утверждают, что устойчивая фотопроводимость в этом материале стала «сюрпризом») и алюмината лантана (LaAlO₃). Там рост также наблюдался при комнатной температуре.