ЕКАТЕРИНБУРГ, 2 сентября. /ТАСС/. Уникальный диэлектрический материал диоксид гафния светится при экстремально низких температурах, его можно использовать для создания лазеров и биомедицинских сенсоров. Ученые обнаружили это новое свойство материала, охладив его до минус 233 градусов, сообщили в пятницу ТАСС в пресс-службе Уральского федерального университета (УрФУ).
"Ученые Уральского федерального университета выяснили, что диоксид гафния - материал с высокой диэлектрической проницаемостью - интенсивно светится при экстремально низких температурах. Происходит это благодаря наличию экзотической квазичастицы в его электронном строении. Открытие поможет в создании электронных приборов будущего, в частности лазеров, оптических датчиков или биомедицинских сенсоров", - сказали в вузе.
Соединение охладили до минус 233 градусов Цельсия, ультрафиолетовая люминесценция с охлаждением образца становилась ярче. Ученые определили, что это свечение возникает в результате распада автолокализованного экситона - экзотической квазичастицы, состоящей из электрона и "дырки", связанных между собой силой электростатического притяжения. Температура усиливает взаимодействие экситона с атомами кислорода в структуре соединения, и из-за этого меняются оптические свойства всего соединения.
"Эффективность практического применения диоксида гафния во многом зависит от различного рода дефектов, в том числе кислородных вакансий в его структуре. При разработке элементов наноэлектроники нового поколения эти структурные нарушения могут играть и положительную роль, меняя характеристики материала в нужном направлении. Мы установили, что из-за особенностей диоксида гафния экситон оказывается "привязан" к определенному положению в кристаллической решетке, и из-за этого происходит усиление свечения", - добавил младший научный сотрудник НОЦ "Нанотех" УрФУ Артем Шилов.
Исследование провели ученые наноцентра УрФУ и Института физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН при поддержке Минобрнауки РФ. Для изучения они использовали чистый диоксид гафния в виде порошка. Сейчас исследователи выясняют, как на свойства соединения влияет изменение формы. Они заменили порошкообразный материал на нанотрубки и уже нашли некоторые отличия в свойствах соединения.
