Ученые Национального исследовательского ядерного университета ""МИФИ"" в сотрудничестве со специалистами Института физики металлов СО РАН разработали и изучили наногетероструктуры на основе арсенида галлия, способные повысить быстродействие высокочастотных микросхем. Гетероструктура представляет собой выращенный на подложке слоистый материал из различных полупроводников, обычно используемых в электронике. Современный ""квантовый дизайн"" позволяет создавать их с теми свойствами, которых требует производство новейших электронных приборов. Быстродействие приборов можно улучшить, повышая содержание индия в ""активном"" токоведущем слое материала. Увеличение содержания индия позволяет уменьшить массу электронов в структуре, а также увеличить их скорость, поэтому возрастает и быстродействие электронных приборов. Однако это осложняется механическим напряжением кристаллической решётки у прилежащих слоёв. Физики из Национального исследовательского ядерного университета ""МИФИ"" решили проблему, нарастив толстый ""переходный"" слой и постепенно увеличивая содержание индия в составе активного слоя. В итоге ученые довели его почти до 100% при минимуме механических напряжений. Рост образцов проводился методом эпитаксии – послойного выращивания кристаллически совершенных полупроводников на ""виртуальной подложке"", у которой при росте переходного слоя постепенно меняется параметр кристаллической решетки. Ученые подобрали оптимальные условия для выращивания: температуру подложки, конструкцию переходного слоя, толщину и состав активного слоя. Поэтому структуры получились высокого качества, с малым рассеянием электронов и малой (всего 2 нанометра) шероховатостью поверхности. Электронные свойства созданных в НИЯУ МИФИ образцов измерили специалисты ИФМ СО РАН. Для этого они провели исследования при низких температурах (от 1,8 Кельвинов или —271,35 °С) в сильном магнитном поле. Это позволило наблюдать в активном слое квантовые эффекты, связанные с высоким содержанием индия, в частности, колебания магнетосопротивления и квантовый эффект Холла (КЭХ), за открытие которого в 1985 году была вручена Нобелевская премия по физике. По мнению специалистов, данные российских ученых, опубликованные в научном журнале ""Journal of Magnetism and Magnetic Materials"", позволяют прояснить особенности проявления КЭХ в современных наноструктурах.