В обычном полевом транзисторе используются сравнительно простые материалы. Ток в нем течет в канале из кремния и управляется через слой диэлектрика - оксида кремния - полем металлического электрода. В новом устройстве используются сравнительно сложные оксидные диэлектрики - алюминат лантана (LaAlO3) и титанат стронция (SrTiO3). По структуре они похожи на высокотемпературные сверхпроводники, и летом этого года ученым удалось наблюдать сверхпроводимость в плоском электронном газе, возникающем на границе бутерброда из этих двух диэлектриков. Физики шутили: это все равно что сложить пару кусков хлеба и вдруг обнаружить спонтанно возникшую между ними ветчину.
Сверхпроводимость удалось наблюдать благодаря тонкой технологии, позволившей вырастить пленку алюмината лантана на грани безупречного монокристалла титаната стронция. Причем идеальная граница между диэлектриками выдерживалась с точностью до одного атома. Плоский электронный газ на границе обладает удивительными свойствами и переходит в сверхпроводящее состояние при температуре несколько сот миллиградусов выше абсолютного нуля.
Оказалось, что эту сверхпроводимость легко нарушить, поместив золотой электрод под кристалл титаната стронция и подав на него отрицательное напряжение. То есть получился полный аналог полевого транзистора, который в открытом состоянии имеет нулевое сопротивление, а значит, не выделяет тепла. Почти нет тока и тепловыделения и в закрытом состоянии, то есть чип на основе таких транзисторов будет греться только в моменты переключения, и то очень слабо.
К сожалению, первые лабораторные варианты сверхпроводящих транзисторов далеки от практических приложений. Слишком низка рабочая температура, да и управляющее напряжение достигает пары сотен вольт. Но ученые только приступили к работе, и если удастся получить транзисторы, работающие при температуре жидкого азота и управляемые напряжением около одного вольта, то можно будет всерьез задуматься о сверхпроводящих компьютерах. А пока и такое устройство с управляемой сверхпроводимостью подойдет для ряда экзотических научных приложений, не говоря уже об изучении этого удивительного явления самого по себе. ГА