Новости перспективных технологий

Обнаружена причина добавочного электрического шума в металлах

Изображение с сайта science.compulenta.ru

Американские учёные выяснили, чтó вызывает добавочный электрический шум на поверхности металлов. Открытие значительно облегчит разработку высокотехнологичной электроники.

Тепловые колебания примесных атомов, вызывающие добавочный шум, показаны стрелками. Зелёный шарик представляет ион, намеренно помещенный на поверхность металла и являющийся частью операционного механизма электроустройств. (Илл. Physics Magazine.)

Исследователи, занимающиеся созданием новых технологий в электронике (например, квантовых компьютеров и современных детекторов), часто сталкиваются с проблемой добавочного электрического шума, возникающего на поверхности металлов в их оборудовании. Это заметно осложняет проведение экспериментов.

Известно, что электрический шум — неизбежное следствие движения электронов в поверхности металла, но на практике наблюдаемый уровень шума может в десятки раз превышать ожидаемый. Основная трудность, не позволяющая снизить шум до минимально возможного, заключается в том, что до сих пор не были известны его причины.

В последние годы проверено множество гипотез и моделей шума (например, в качестве его источника рассматривалась область контакта между материалами), но всё без особого успеха. Наконец, двое учёных из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США) — Аргаван Сафави-Наини и Хуссейн Садехпур — при содействии коллег обнаружили виновника. Оказалось, что причиной шума являются примесные атомы, адсорбируемые на поверхности металлов. Исследователи показали, что малые движения этих примесей, вызванные тепловыми эффектами, могут генерировать переменные электрические поля, которые и обеспечивают наблюдаемый уровень шума.

Результаты работы чрезвычайно важны по двум причинам. Во-первых, здесь детально описан механизм возникновения добавочного шума, а во-вторых, предложен метод, позволяющий его уменьшить. Если удастся применить подобный метод на практике, это позволит значительно улучшить характеристики электрооборудования.

Информация с сайта science.compulenta.ru со ссылкой на материалы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Автор оригинального текста: Илья Кузьмичев.