Пленки висмута можно использовать при разработке защиты от ионизирующих излучений, заменив ими монокристаллы висмута, в настоящее время используемые в термоэлектрических приборах, установили исследователи Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) совместно с коллегами из международной кооперации (Белоруссия, Китай и Саудовская Аравия), 19 октября сообщает пресс-служба ЮУрГУ.

Исследуя физико-химические свойства монокристаллов висмута, которые являются самым сильным диамагнитным материалом, ученые установили, что по величине электронных свойств поликристаллические пленки висмута сопоставимы с монокристаллами, что позволит использовать их в более технологичных устройствах.

Результаты исследования команды ученых были опубликованы в статье журнала «Journal of Alloys and Compounds» (Q1). В ней они сообщают, что их работа посвящена изучению электронных свойств и структуры пленок висмута, полученных электроосаждением из высокоскоростного перхлоратного электролита.

Исследователи изучили электрохимическую кинетику этого процесса и выявили оптимальные режимы синтеза, а также, исследуя кристаллическую структуру пленок, установили микроструктурные параметры и электронные свойства пленок.

По результатам измерений и расчетов, были определены температурные зависимости удельного электрического сопротивления, относительного магнетосопротивления и рассчитаны концентрация носителей заряда и средняя подвижность, а также коэффициент Холла.

Младший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов Дарья Тишкевич рассказала: «Целью нашей работы было оценить, как влияют условия электрохимического синтеза в недавно разработанном скоростном электролите на электронные свойства получаемых пленок. Возможность синтеза поликристаллических пленок висмута с электронными свойствами, характерными для монокристаллических материалов, подтверждает инновационность данной работы».

Кроме защиты от ионизирующих излучений, поликристаллические пленки висмута могут использоваться при создании датчиков магнитного поля и других спинтронных устройств, где информацию переносит не электрический ток, а ток спинов.

В настоящее время ученые изучают влияние различных режимов осаждения на функциональные свойства пленок висмута. Также сейчас определяется эффективность экранирования ряда синтезированных образцов пленок при защите от гамма- и рентгеновского излучений. Эти исследования востребованы в сфере медицины.