Tsukuba, Japan (ots/PRNewswire) WPI-MANA-Forscher haben einen Weg gefunden, die Ladungsträgerdichte in verschiedenen Materialien unter hohem Druck zu kontrollieren, indem sie einen elektrischen Doppelschichttransistor (EDLT) mit einer Diamant-Amboss-Zelle (DAC) kombiniert und den resultierenden EDLT-DAC auf dünne Filme angewendet haben.

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Die Forschung in extrem hohen Druckumgebungen erschließt Phänomene, die bei Umgebungsdruck unzugänglich sind. Ein jüngster Erfolg war die Entdeckung der hohen Übergangstemperatur-Supraleitung (HTS) in Hydriden mit Hilfe eines DAC. HTS in Hydriden wurde zwar vorhergesagt, aber nie tatsächlich produziert.

EDLTs wurden in letzter Zeit verwendet, um Ladungsträger in verschiedene Materialien einzubringen, was zur Beobachtung einer Reihe interessanter Phänomene geführt hat. Durch die Bildung eines EDLT auf einer Probenoberfläche wird eine große Anzahl von Ladungsträgern um die Probenoberfläche herum induziert. Die EDLT-Struktur und der DAC sind die am weitesten verbreiteten Werkzeuge zur Abstimmung physikalischer Eigenschaften in Materialien; ihre Kombination vervielfacht ihre Nützlichkeit.

In ihrer Forschung haben die WPI-MANA-Forscher einen EDLT-DAC entwickelt und auf einen dünnen Film aus Wismut aufgebracht. Anschließend übten sie mit dem DAC einen hohen Druck aus und beobachteten die elektrische Feldwirkung im kondensierten Material, um die Eigenschaften des EDLT-DAC zu verifizieren.

Sie stellten fest, dass die Probe bei Anlegen des elektrischen Feldes und des Drucks wie erwartet eine ausgeprägte Reaktion zeigte. Die elektrische Doppelschicht wurde durch den Druck stabilisiert, was, so hoffen sie, zur Entwicklung von Geräten wie neuartigen Transistoren im Bereich der angewandten Physik beitragen wird.

Da ihr EDLT-DAC die Ladungsträgerdichte von Materialien unter hohem Druck abstimmen kann, glauben die Forscher, dass er dazu beitragen wird, die Erforschung von physikalischen Phänomenen zu beschleunigen, die bisher noch nie untersucht wurden.

Diese Forschung wurde von Yoshihiko Takano (MANA Principal Investigator, Group Leader, Nano Frontier Superconducting Materials Group, WPI-MANA, NIMS) und seinen Mitarbeitern durchgeführt.

“Demonstration of electric double layer gating under high pressure by the development of
field-effect diamond anvil cell”
Shintaro Adachi et al., Applied Physics Letters (June 2, 2020)
https://doi.org/10.1063/5.0004973

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