Полупроводники, сверхпроводники полимеры жидкие кристаллы

Полупроводники, сверхпроводники
полимеры жидкие кристаллы
Прорыв в Bell Labs стал возможен благодаря двадцатилетним поискам органических материалов, обладающих свойством сверхпроводимости.
Одно из важных преимуществ органических полимеров над другими сверхпроводящими материалами заключается в том, что они гораздо более эластичны в сравнении с хрупкими металлами и керамикой. Их проще изготовить, они обходятся значительно дешевле.
Исследователям давно известна способность некоторых органических полимеров хорошо проводить электричество, но до последних месяцев создать сверхпроводник из пластика никому не удавалось. Основные трудности здесь обусловлены тем, что полимеры имеют молекулярную структуру, которая препятствует взаимодействию электронов, необходимому для сверхпроводимости.
Упорядоченные молекулы
Чтобы получить сверхпроводящий пластик, ученые из Bell Labs трансформировали его внутреннюю структуру. В результате молекулы полимера выстроились одна напротив другой. Вместо использования химических добавок, часто применяемых для изменения свойств электрической проводимости, ученые сделали ставку на новую технологию, позволяющую удалять электроны из материала, который называется политиофен.
ПОЛУПРОВОДНИКИ
К полупроводникам относятся материалы с удельным электрическим сопротивлением 10-5-108 Ом·м. У полупроводников энергетическая щель Еg между зонами валентности и проводимости составляет около 1 эВ. При поглощении валентным электроном кванта энергии большего ширины запрещенной зоны, электрон переходит на свободные уровни зоны проводимости и получает возможность перемещаться.
«Но к коммерческому применению пластик будет готов еще не скоро, — подчеркнул Грин. — Дело в том, что температура, при которой политиофен стал сверхпроводником, была очень низкой — около 3?К. Охладить материал до такой температуры сейчас крайне сложно, поэтому речи о каком-либо коммерческом его использовании пока не идет».
Чтобы перевести свое открытие в практическую плоскость, ученым нужно обеспечить сверхпроводимость полимеров при гораздо более высоких температурах.
«Если сверхпроводник удастся получить при комнатной температуре, это действительно будет величайшим достижением, — заметил Грин. — Но такое, по всей видимости, произойдет не ранее чем через десять лет упорного труда».