Heteroestruturas são materiais eletrônicos que consistem de várias camadas semicondutoras com propriedades distintas. As técnicas quânticas contemporâneas permitem dotá-las de propriedades necessárias para a criação de dispositivos eletrônicos modernos.
Os físicos da MEPhI resolveram este problema ao acrescentar uma espessa camada "de transição" e aumentando gradualmente o teor de índio na composição da camada ativa. No resultado, os cientistas conseguiram quase 100% de índio sofrendo o mínimo de tensões mecânicas.
Os pesquisadores escolheram as condições ótimas para a epitaxia: a temperatura da base, a estrutura da camada de transição e a espessura e composição da camada ativa. Graças a isso, foram obtidas estruturas de alta qualidade, com pouca dispersão de elétrons e pequeno nível (tão só 2 nanômetros) de rugosidade da superfície.
As propriedades das amostras criadas na MEPhI foram analisadas pelos especialistas do IFM DS ACR. Eles observaram as amostras colocadas em condições de temperaturas baixas (a partir de 1,8 K) e em um campo magnético forte.
Isso permitiu observar, na camada ativa, efeitos quânticos relacionados ao alto teor de índio. Por exemplo, as oscilações de magnetorresistência e o efeito Hall quântico, que valeu o prêmio Nobel da Física em 1985.
Os especialistas acreditam que os dados obtidos pelos cientistas russos, publicados na revista Journal of Magnetism and Magnetic Materials, permitem esclarecer as particularidades do efeito Hall quântico em nanoestruturas contemporâneas.
"Contudo, é preciso sublinhar que esta pesquisa é, antes de tudo, uma pesquisa fundamental. Porém, nós notamos também o potencial prático dela. Esse potencial está no seguinte: nessas estruturas, os elétrons são muito rápidos, garantindo frequências altas (até 200 GHz) de funcionamento de transistores e chips", comenta um dos autores do trabalho e professor do Departamento de Física de ambientes condensados da MEPhI, Ivan Vasilievsky.