Ученые впервые увидели движение атома в кристалле
Примесь в кристалле и ее усредненная траектория. Изображение: ORNL
Ученые из США, Японии и Австралии впервые наблюдали движение атома внутри объемного материала. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Окриджской национальной лаборатории.
Ученые наблюдали диффузию примесей (атомов марганца и церия) в нитриде алюминия. Несмотря на то, что атомы церия крупнее атомов марганца, первые быстрее перемещаются в таком кристалле.
Такое поведение примесей подтверждают теоретические расчеты, использующие метод функционала плотности из квантовой механики.
Свои наблюдения над перемещением частиц специалисты проводили при помощи сканирующего электронного микроскопа. Ранее, по словам ученых, такие исследования проводились при помощи косвенных макроскопических методов или теоретических расчетов.
Работа ученых имеет большое значение для полупроводниковой промышленности. Так, при изготовлении различных конструктивных элементов микросхем (в частности, светодиодов) используется допирование: в исходный кристалл с целью изменения его свойств добавляются примеси.
Исследование физиков позволяет проследить за перемещением вносимых частиц и их распределением в объеме кристаллической решетки. Кроме того, следя за примесями, можно предугадать сроки работоспособности таких кристаллов и их свойства.