К юбилею открытия графена: суперматериал для всего: история и перспективы

Более десяти лет назад в ходе торжественной церемонии знаменитой Нобелевской недели были объявлены лауреаты премии по физике. В тот день престижная научная награда была присуждена за новаторские эксперименты с первым двумерным материалом – графеном. Это неординарное событие имело большое значение, поскольку столь почетную премию получили российские учёные, выпускники Московского физико-технического института Андрей Гейм и Константин Новоселов, которые в сложный для страны период 1990-х годов эмигрировали за рубеж. Открытие, удостоенное Нобелевской премии, было совершено всего за шесть лет до этого. Таким образом, Гейм и Новоселов получили высшую награду в области науки спустя всего шесть лет после открытия уникальных свойств графена. Следует отметить, что это открытие носит случайный характер. Первоначально Андрей Гейм ставил перед собой цель получения атомарно тонкой пленки графита.

Читать далее →

Крошечные суперконденсаторы могут стать источником энергии, встраиваемым прямо в кристаллы полупроводниковых чипов

Исследователи из известного Технического Научно – исследовательского центра VTT, (Финляндия) разработали абсолютно новый метод создания сверхкомпактных источников питания, основанных на микроскопических суперконденсаторах. Возможность интеграции таких накопителей энергии непосредственно в структуру кремниевых чипов открывает новые перспективы для развития сетей автономных датчиков, носимой электроники и мобильных устройств Интернета вещей (IoT). Важно отметить, что суперконденсаторы отличаются от традиционных аккумуляторных батарей способом хранения энергии. Вместо химической реакции, они накапливают энергию в виде электростатического заряда, что позволяет достичь высокой емкости. Ключевым компонентом новых суперконденсаторов является гибридный наноэлетрод, толщиной всего несколько нанометров.

Читать далее →

Пять разработок, которые смогут заменить кремниевые транзисторы

23 декабря 1947 года американскими учеными Уильямом Шокли, Джоном Бардином и Уолтером Браттейном из Bell Labs было официально представлено одно изобретение, получившее название биполярный транзистор. С этой даты начинается история транзистора. В 1956 году за это открытие, которое позволило отказаться от громоздких вакуумных ламп в электронике, эти выдающиеся ученые были удостоены Нобелевской премии по физике. Хорошо известно, что классический транзистор, изготовленный из полупроводникового материала, способен с помощью входного сигнала контролировать электрический ток в выходной цепи.  Современные технологии позволяют реализовать двоичную логику работы транзистора не только посредством электрического заряда. В настоящей статье представлены пять новейших научных разработок, которые потенциально могут заменить традиционные кремниевые транзисторы в ближайшем будущем.

Читать далее →

Создан первый в своем роде квантовый каскадный лазер на базе кремния

Команда исследователей под руководством Александра Спотта, работающего в известном Калифорнийском университете в Санта-Барбаре осуществила разработку первого в мире кремниевого квантового каскадного лазера. Данный тип лазера обладает широким спектром потенциальных видов применений, охватывающих такие области, как химическая спектроскопия, детекция различных химических соединений, космическая коммуникация и астрономические исследования.  Важной особенностью данной разработки является реальная возможность непосредственной интеграции лазера на одном кристалле полупроводникового чипа. Такой подход существенно повышает эффективность и компактность по сравнению с традиционными технологиями, требующими введения луча света от внешнего лазера на кристалл фотонно-электронного чипа.

Читать далее →

Двумерные наноструктуры с контролируемыми размером и свойствами поверхности – будущее наноиндустрии

Группа британских и канадских химиков впервые осуществила самосборку простых двумерных прямоугольных наноструктур, причем с полным контролем над их площадью и химическим составом поверхности. Этот успех был достигнут благодаря использованию блочных сополимеров с полукристаллическим блоком, оптимизации соотношения длин блоков и добавлению в раствор полноценных свободных цепочек полукристаллического полимера. Разработанная технология имеет большой потенциал для применения в таких областях, как флуоресцентная томография, наноэлектроника, катализ, жидкие кристаллы, а также в создании подвижных нано- и микромашин и терапевтических носителей. В конце XX века стало очевидным, что наноразмерные частицы (размером 1–100 нм как минимум в одном измерении) обладают уникальными свойствами, отсутствующими у макроскопических объектов. Это связано с тем, что при уменьшении размера частиц до нанометрового уровня существенно возрастает вклад свойств поверхности в общие свойства объекта.

Читать далее →

Физики могут оставить себя без работы, отдав экспериментальную часть в руки искусственного интеллекта

Ученые из Австралийского Национального университета и университета Нового Южного Уэльса успешно воспроизвели эксперимент, за который в 2001 году Эрик Корнелл и Вольфганг Кеттерле получили Нобелевскую премию по физике. В ходе эксперимента было получено облако холодного газа, известное нам как конденсат Бозе-Эйнштейна, удерживаемое лазерной ловушкой. Ключевым отличием данного эксперимента является то, что критическим этапом управления им занималась система искусственного интеллекта. По словам доктора физических наук Пола Вигли из ANU, “мы были приятно удивлены тем, что искусственный интеллект за менее чем час работы смог найти и реализовать нетрадиционный метод проведения эксперимента. Обычной компьютерной программе, использующей метод перебора всех параметров, потребовалось бы значительно больше времени, превосходящее возраст Вселенной”.

Читать далее →