Topoloģisko izolatoru nanoelektromehāniskas strāvas kontroles ierīces pielietojumiem kriogēnās temperatūrās

Sākums  01/2020 Noslēgums 12/2022

Projekta numurs

lzp-2019/1-0349

Finansējums

300000 EUR

Projekta vadītājs

Donāts Erts

Projektu īsteno:

Latvijas Universitāte

Zinātnes nozare

Inženierzinātnes un tehnoloģijas

Kopsavilkums

Projekta mērķis ir izstrādāt un pierādīt ideju par topoloģisko izolatoru (TI) nanoelektromehānisku (NEM) strāvas kontroles ierīcēm darbam kriogēnās temperatūrās. Ierīces strādās ON-OFF režīmos un stāvu ON stāvoklī papildus varēs kontrolēt ar elektrostatisko lauku un mehāniskiem spriegumiem aktīvajā elementā. NEM strāvas kontroles ierīču priekšrocības ir saistītas ar īpaši ātriem pārslēgšanās laikiem, mazu enerģijas patēriņu, nulles noplūdes strāvām un spēju darboties augstās temperatūrās. Tomēr svarīgu kriogēno pielietojumu jomai NEM strāvas kontroles ierīces nav izstrādātas, jo šajās temperatūrās tradicionālie materiāli (pusvadītāji, metāli) nav pielietojami, tāpēc ka to elektriskās un/vai mehāniskās īpašības pasliktinās līdz ar temperatūras pazemināšanos. Šī projekta mērķis ir aizstāt tradicionālos NEM slēdžu materiālus ar TI nanovadiem. TI ir pusvadītāji ar unikāliem vadošiem virsmas stāvokļiem, kas ir aizsargāti no izkliedes, un kuriem kriogenās temperatūrās vadītspējas temperatūrās atkarība ir līdzīga kā metāliem.

Sagaidāms, ka kriogenās temperatūrās šo materiālu slāņainā struktūra, kurā kovalenti saistītos slāņus satur kopā van der Vālsa spēki, nodrošinās šo to labākas mehāniskās īpašības salīdzinot ar metāliem. Tiks noteikti un optimizēti NEM strāvas kontroles ierīču darbības parametri, pirmo reizi tiks izpētītas TI nanovadu elastīgās īpašības un lādiņnesēju transports atkarībā no temperatūras un pieliktā elektrostatiskā lauka un mehāniskiem spriegumiem.

Projektu konkurss

Fundamentālo un lietišķo pētījumi projektu 2019. gada konkurss

X