Графен представляет собой один из наиболее значимых двумерных материалов, структура которого состоит из монослоя атомов углерода, организованных в гексагональную решетку. Исследования характеристик этого материала выявили ряд абсолютно уникальных свойств, представляющих очень высокую ценность для применения в области наноэлектроники. В частности, особое внимание исследователей уделяется исключительно высокой подвижности электронов, а также выдающимся показателям прочности, эластичности и теплопроводности графена. Тем не менее основным препятствием для его широкого внедрения в электронную промышленность является отсутствие полупроводниковых свойств у материала в исходном состоянии, в то время как современные электронные устройства базируются именно на использовании полупроводников. Ключевое различие между проводниками и полупроводниками заключается в наличии у последних запрещенной зоны, или энергетической щели.
Архив рубрики: Наука
Отечественные исследования и разработки на основе кристаллических пленок: опыт ИФП СО РАН
Специалисты известного института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН ведут активные исследования в области тонких кристаллических пленок. Здесь ученые активно изучают технологические аспекты их создания, методы диагностики, а также процедуры по улучшению эксплуатационных характеристик. Важно подчеркнуть, что все поверхностные свойства этих очень тонких пленок являются определяющими для параметров перспективной квантовой электроники. В частности, ученые института изучают свойства пироэлектриков на основе соединений ниобата бария-стронция, пригодных для производства инфракрасных фотоприемников, а также ферромагнетиков, используемых для создания эффективных детекторов спина электронов. Выращивание исследуемых соединений осуществляется методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Анализ полученных материалов проводится с применением атомно-силового микроскопа отечественного производства, приобретенного в рамках реализации крупного научного проекта «Квантовые структуры для посткремниевой электроники», получившего поддержку Министерства науки и высшего образования РФ.
Создана кристаллическая структура на основе сплава кальция и никеля, способная задерживать электроны
На представленной иллюстрации изображена динамическая структура кристаллической решетки соединения CaNi2 (источник: MIT). Группа исследователей из США успешно синтезировала кристалл на основе сплава кальция и никеля, который продемонстрировал весьма нетипичные свойства в виде наличия трехмерной зоны проводимости. Данное явление обусловлено уникальной архитектурой кристаллической решетки, топология которой аналогична японскому плетеному узору «кагоме». Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Nature. Материалы с плоскими зонами проводимости характеризуются квантовыми состояниями с затухающей кинетической энергией, что зачастую способствует усилению эффектов электронной корреляции и формированию квантовых фаз вещества. Значительный интерес к подобным материалам был вызван их успешной экспериментальной реализацией в квазидвумерных кристаллах и гетероструктурах ван-дер-Ваальса.
Математики смогли найти девятое число Дедекинда, проникнув еще глубже в тайны монотонных булевых функций
Иллюстрация: N + 1; Watchduck / Wikimedia Commons; Lennart Van Hirtum et al. / arXiv. Множество математических закономерностей определяет устройство нашей реальности. Так, золотое сечение является основой различных природных процессов и систем, поражая своей гармонией в структуре наиболее сложных естественных явлений. Среди известных математических объектов выделяются уникальные числа, открытые Рихардом Дедекиндом в конце XIX века. Поиск данных величин связан со сложными задачами по изучению «монотонных булевых функций», которые долгое время оставались неразгаданными. На текущий момент было идентифицировано восемь таких чисел; однако проблема поиска «девятого числа Дедекинда» остается нерешенной уже более тридцати лет, представляя собой одну из значимых проблем для современного математического сообщества.
Японские ученые создали ЧИП для беспроводной передачи информации со скоростью 100 гигабит в секунду
Специалисты известной компании Nippon Telephone совместно с учеными Токийского технологического института недавно успешно разработали первый лабораторный прототип микросхемы для скоростного беспроводного обмена данными в терагерцовом диапазоне на частоте целых 300 ГГц. Применение данной технологии позволило исследователям достичь скорости передачи информации, составляющей 100 гигабит в секунду. Несмотря на то что терагерцовый диапазон в настоящее время практически не применяется в современных системах связи из-за отсутствия необходимых компонентов и готовых узлов, японские ученые смогли преодолеть это препятствие, разработав ключевой элемент — радиочастотный смеситель.
Разработан новый двухфотонный метод для измерений в нанометровом диапазоне
Точность определения размеров структур нанометрового диапазона была увеличена в два раза благодаря исследованиям физиков из Уорикского университета, центра QuantIC и Университета Глазго. Разработанный метод основан на использовании пар идентичных по всем параметрам фотонов, что позволяет измерять толщину объектов, размер которых в 100 тысяч раз меньше диаметра человеческого волоса, с точностью, превышающей показатели существующих аналогов в 100 раз. В рамках данной методики источник излучает пары фотонов, которые затем разделяются с помощью светорасщепителя; при этом для одного цикла измерений задействуется около 30 тысяч пар, а общее количество используемых фотонов составляет порядка 500 миллиардов. Один из фотонов, фотон А, остается внутри светорасщепителя, а второй фотон, фотон Б, проходит сквозь объект, из-за чего его скорость несколько замедляется.
