За последние годы ученые обнаружили множество всевозможных “удивительных” материалов, обладающих рядом уникальных свойств. К таким материалам относиться перовскит, титанат кальция (CaTiO3), не очень редкий, но и не сильно распространенный минерал, обладающий рядом уникальных фотоэлектрических характеристик. Но “чудеса” перовскита не ограничиваются только высокоэффективными солнечными батареями, этот материал может быть использован для создания твердотельных лазеров, обладающих почти 100-процентным КПД, и многих других вещей, в которых требуется высокая подвижность носителей электрических зарядов, возможность реализации электрической и магнитной поляризации и низкая стоимость самого материала.
Несмотря на массу исследований в свете перспектив использования перовскита в области фотоэлектрического преобразования энергии, никому из ученых не пришло в голову провести измерения полупроводниковых и электронных свойств этого материала для других областей его применения, в частности, в электронике. Этот пробел удалось немного заполнить ученым из университета Вейк-Фореста (Wake Forest University) и из университета Юты (University of Utah). Эти ученые разработали конструкцию полевого транзистора (field-effect transistor, FET) из перовскита, который оказался вполне работоспособен даже при комнатной температуре.
“Мы разработали структуру полевых транзисторов, в которых было реализовано электростатическое управление проводимостью канала. И, совместно со специалистами из университета Юты, мы изготовили опытные образцы таких транзисторов, получив возможность измерить их электрические и скоростные характеристики” – рассказывает Оана Джерческу (Oana Jurchescu), ученая-физик из университета Вейк-Фореста. Для справки – электростатическое управление – это технология управления током, текущим через канал транзистора, при помощи изменения статического электрического поля на управляющем электроде – затворе.
Следует заметить, что из-за некоторых известных свойств перовскита многие ученые считали, что электростатическое управление проводимостью этого материала в принципе невозможна. И ученые из Юты полностью разрушили это заблуждение. Более того, они выяснили, что транзисторы из перовскита являются амбиполярными устройствами, ток в которых переносится сразу двумя видами носителей заряда – электронами и электронными дырками.
Полученные исследователями экспериментальные результаты могут расширить перспективу использования перовскита на множество различных областей, связанных с электроникой и интегрированной оптоэлектроникой. “Все это демонстрирует, что помимо солнечных батарей, у гибридных перовскитов есть огромный потенциал для использования этого материала в оптоэлектронике, плазмонике и в других областях, где одновременно используется и свет и электрический ток” – рассказывает Зеев Вардены (Zeev Vardeny), профессор физики из университета Юты.