Una heteroestructura es un material estratificado sobre un sustrato compuesto por elementos semiconductores que suelen usarse en la electrónica. El actual 'diseño cuántico' permite crearlas con las propiedades necesarias para la fabricación de los dispositivos electrónicos más avanzados.
Se puede acelerar el funcionamiento de los dispositivos aumentando el contenido del indio en el estrato 'activo' del material que conduce la corriente eléctrica. El incremento del contenido del indio permite reducir la masa de electrones en la estructura y aumentar su velocidad, por eso crece la velocidad de funcionamiento de los dispositivos electrónicos. Mientras, esto se complica por la tensión mecánica de la red cristalina en los estratos adyacentes.
El crecimiento de patrones se realizó con el uso de la epitaxia — método de crecimiento por capas de perfectos semiconductores cristalinos sobre un sustrato virtual capaz de cambiar parámetros de la red cristalina a medida del crecimiento de la capa de transición.
Los científicos encontraron las condiciones de crecimiento más apropiadas: la temperatura del sustrato, la estructura de la capa de transición, el espesor y la composición de la capa activa. Por eso se consiguió crear estructuras de alta calidad, con poca dispersión de electrones y una pequeña (sólo de 2 nanómetros) rugosidad de la superficie.
Lea más: La ciencia nacional de Rusia, capaz de reforzar su papel global
Los expertos del IFM estudiaron las características electrónicas de los patrones creados en la MEPhI: llevaron a cabo estudios en las condiciones de bajas temperaturas (a partir de 1,8 K o 271,35°С) en un potente campo magnético. Esto dio la posibilidad de observar en la capa activa los efectos cuánticos vinculados con un alto contenido de indio, en particular, las oscilaciones de la resistencia magnética y el efecto Hall cuántico, cuyo descubrimiento fue galardonado con el Premio Nobel de física en 1985.
"Es, ante todo, una investigación fundamental", explica uno de los autores del artículo, colaborador del departamento de Física de Medios Condensados de la MEPhI, Iván Vasilevski. "Mientras, vemos también las posibilidades de su aplicación práctica, que se deben, ante todo, a una alta movilidad de los electrones de tales estructuras que garantizan altas frecuencias (hasta 200 GHz) del funcionamiento de transistores y microesquemas", agrega.
