Электроны бегут по квантовой дорожке экспресс

Оригинал: "Demonstration of a Field-Effect Three-Terminal Electronic Device with an Electron Mobility Exceeding 40 Million cm^2/(Vs)"
arXiv:2601.15418 · 2026-01-21 · CC BY 4.0 · 1 мин
Физики удвоили рекорд подвижности электронов в транзисторе, собрав прибор без повреждения сверхчистого материала.

Скоростное шоссе, по которому машины мчатся, почти не замедляясь, — так выглядит слой сверхчистого полупроводника, где электроны пролетают огромные расстояния без единого столкновения. Учёные построили транзистор, в котором электроны бегут вдвое быстрее, чем в любом подобном приборе до сих пор.

Обычно, когда из такого материала делают электронное устройство, его неизбежно царапают, засоряют и нагревают — и дорога портится. Тут поступили иначе: все операции по созданию контактов и затворов выполнили на отдельной сапфировой пластинке, а затем перевернули её и аккуратно прижали к чистому материалу. Словно строят мост на берегу, а потом опускают его на дорогу, не тронув асфальт.

Рекордная подвижность электронов — 40 миллионов квадратных сантиметров на вольт-секунду. Это как если бы бегун пробегал стометровку за миллиардную долю секунды.

Такой трюк сохранил идеальную гладкость квантового слоя. Электроны в нём образуют двумерный газ — они движутся только в плоскости, как бильярдные шары на идеально ровном столе. Теперь, когда дорога не испорчена, физики могут ставить эксперименты, о которых раньше не могли и мечтать: например, ловить электроны в хитрые квантовые ловушки или создавать приборы, чувствительные к малейшим магнитным полям.

Подвижность 40 миллионов см²/(В·с) означает, что электрон в таком материале пролетает без столкновений расстояние в сотни микрометров — это как если бы муравей пробежал несколько километров, ни разу не споткнувшись.

Учёные
Wolfgang PauliSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinLeo EsakiKlaus von KlitzingLev Landau
Понятия
подвижность электронов двумерный электронный газ напряжение на затворе электронные устройства арсенид галлия термоэлектрическое устройство твердотельный аккумулятор полуметалл