МДМ-діоди. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

МДМ-діоди

19.09.2013

Завдяки дослідженням в Інженерному коледжі при університеті штату Орегон діоди МДМ-типу (метал-діелектрик-метал) на крок наблизилися до застосування в реальних пристроях. Три роки тому університет оголосив про створення першого успішного швидкодіючого МДМ-діода та продовжує бути світовим лідером у цій технології.

Діоди МДМ-типу (MIM - metal-insulator-metal) є "сендвіч" з двох металів з двома діелектриками між ними. Це дозволяє електронам тунелювати через діелектрики та з'являтися майже миттєво з іншого боку. Тепер дослідники виявили, що додавання другого діелектрика дозволяє зробити "крокове тунелювання" - ситуацію в якій електрон може тунелювати лише через один діелектрик, а не через два. Це, у свою чергу, дозволяє точно контролювати асиметрію, нелінійність діода та випрямлення при малих напругах.

"Такий підхід дозволяє нам покращити роботу пристрою завдяки створенню додаткової асиметрії тунельного бар'єру, - сказав професор університету Джон Конлі (John Conley). - Це дає нам ще один спосіб організації квантовомеханічного тунелювання та наближає нас до реальних пристроїв, які стануть можливими з цією технологією" .

МДМ-прилади складаються з чотирьох шарів (зліва направо): аморфний цирконій, оксид гафнію, оксид алюмінію та алюміній. Зображення отримано за допомогою електронного мікроскопа, що просвічує.

"Завдяки МДМ-діодам стають можливими складніші мікроелектронні пристрої, - кажуть вчені, - не тільки покращені рідкокристалічні дисплеї, мобільні телефони та телевізори, але й такі пристрої, як надзвичайно швидкодіючі комп'ютери, що не залежать від транзисторів, або "акумулятори енергії" інфрачервоного випромінювання - як спосіб виробляти енергію від Землі, що остигає протягом ночі".

"МДМ-діоди - це більш швидкі пристрої, ніж кремнієві мікросхеми, і їх можна виробляти у величезних масштабах із низькою вартістю з недорогих та безпечних для довкілля матеріалів", - заявляють в університеті.

<< Назад: 2-кіловатний блок живлення Great Wall GW-EPS2000DA 19.09.2013

>> Вперед: Смартфони як модульні конструктори 18.09.2013

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Електронний шолом для водіїв вантажівок 14.04.2024

Безпека на дорогах, особливо для водіїв важкої будівельної техніки, є пріоритетним завданням інженерів та вчених. У світлі цього німецький Інститут структурної міцності та надійності систем імені Фраунгофера представив новий продукт – електронний шолом, який призначений для захисту водіїв від серйозних травм під час керування будівельними машинами. Новий електронний шолом, розроблений командою інженерів з Інституту Фраунгофера, відкриває нові перспективи безпеки водіїв вантажівок і будівельної техніки. Пристрій здатний контролювати рівень трясіння в кабіні автомобіля та попереджати водія про можливу небезпеку. Основою роботи шолома є вбудований п'єзоелектричний датчик, який генерує електрику під час фізичної деформації. Цей механізм дозволяє пристрою реагувати на інтенсивні вібрації, характерні для роботи будівельної техніки. Коли рівень деформації перевищує безпечні значення, на шоломі вмикається сигнальна система, ...>>

Антивітаміни замість антибіотиків 13.04.2024

Проблема бактеріальної резистентності до антибіотиків стає дедалі серйознішою, створюючи загрозу ефективного лікування інфекцій. У світлі цього дослідники шукають нові шляхи боротьби із супербактеріями. Одним із перспективних напрямків є використання антивітамінів, здатних надавати антибактеріальну дію. Антивітаміни, хоч і відомі як речовини, протилежні до вітамінів, виявилися перспективним інструментом у боротьбі з бактеріальною резистентністю до антибіотиків. Дослідження, проведене вченими з Геттінгенського університету в Німеччині, підтвердило їхній потенціал у створенні нових препаратів для боротьби з небезпечними інфекціями. У зв'язку з поширенням супербактерій, стійких до антибіотиків, виникає необхідність пошуку альтернативних методів лікування. Антивітаміни є молекулами, аналогічними вітамінам, але здатні пригнічувати активність бактерій без шкоди для організму людини. На даний момент науці відомі всього три антивітаміни: троянді ...>>

Випадкова новина з Архіву

Нейрони змінюють власну ДНК 06.05.2015

Стабільність ДНК – запорука довгого та щасливого життя, тому всякі мутації клітина намагається ліквідувати за допомогою спеціальних молекулярних машин. Звичайно, тут можна згадати про явище кросинговеру, який відбувається, наприклад, під час дозрівання статевих клітин (і взагалі у клітин, що діляться) - при кросинговері відбувається масштабний обмін ДНК-фрагментами між гомологічними хромосомами.

Однак цей процес знаходиться під ретельним контролем, і він прив'язаний до клітинного поділу. Що ж до решти випадків нестабільності геному, то вони виникають або з зовнішніх причин (на зразок мутагенного випромінювання), або через не надто точну роботу молекулярних машин, що займаються подвоєнням та ремонтом ДНК. Нормальна, здорова клітина намагається якнайретельніше стежити за змінами у хромосомах і по можливості відновлювати все, як було.

Тим дивовижнішими є результати дослідницької групи Хунцзюнь Суна (Hongjun Song) з Університету Джонса Хопкінса. Він та його співробітники виявили, що звичайні, зрілі нейрони мозку постійно вносять виправлення у власну ДНК, користуючись епігенетичними мітками. Як відомо, щоб змінити активність того чи іншого гена, клітині не потрібно втручатися в послідовність нуклеотидів, достатньо забезпечити ген спеціальними маркерами, які зроблять його менш привабливим для білків, що синтезують РНК. Такими маркерами виступають метильні групи, які пришиваються до азотистої основи цитозину, одному з чотирьох "літер" генетичного коду. (У дужках зауважимо про всяк випадок, що метильні мітки і взагалі епігенетична регуляція далеко не єдиний спосіб керування активністю генів.)

Прометилювати ДНК легко, але буває, що мітку потрібно з цитозину зняти. Це зробити вже не так просто, і тут запускається цілий ланцюг реакцій, причому по ходу справи мічена "літера" вирізається і на її місце вставляється звичайний, неметильований цитозин. Тобто в одному з ланцюгів ДНК утворюється діра, яка є сильним елементом нестабільності - адже сюди може помилково потрапити якась інша "літера", і в нас вийде справжня мутація. Тим не менш, процеси метилювання та деметилювання ДНК йдуть у клітинах ссавців досить активно, причому навіть у такому "ніжному" органі, як мозок, який взагалі максимально захищений від непередбачуваного зовнішнього середовища і від решти тіла.

У своїй статті в Nature Neuroscience автори роботи пишуть, що в нейронах мозку миші деметилююча активність була чітко пов'язана із синаптичною пластичністю клітин. Під синаптичною пластичністю розуміють здатність нейрона регулювати силу міжнейронного з'єднання з сусідами - завдяки їй імпульс у ланцюжку може слабшати чи посилюватись. На молекулярному рівні це можна побачити по тому, як змінюється кількість нейромедіаторів, що передають сигнал від одного нейрона до іншого, і як змінюється кількість нейромедіаторних рецепторів у "приймаючої сторони" - чим у ширшому діапазоні відбуваються зміни, тим більшою пластичністю володіє нейрон. Так от, коли у клітинах мозку відключали ген Tet3, який пригнічує деметилювання, синаптична пластичність підвищувалася; і навпаки, коли активність Tet3 стимулювали, пластичність знижувалася.

Подальші експерименти показали, що ген Tet3 впливає рівень синаптичного білка GluR1, який якраз служить рецептором для нейромедиаторов. Якщо нейрони починали реагувати на найменший подразник, активність Tet3 зростала, і, як наслідок, знижувався рівень рецептора GluR1 - тобто клітини переставали реагувати на найменші зміни в імпульсах, синапси поверталися до стандартного режиму роботи. Але могло бути і зворотне: якщо активність синапсів сильно зменшувалася, у Tet3 вона зменшувалася теж, так що рівень GluR1 підвищувався - що, своєю чергою, відбивалося на роботі синапсів. Активність гена, що відповідає за деметилювання, можна було побачити за станом ДНК, за тим, наскільки часто в ній відбувалося вирізання нуклеотиду.

Синаптична пластичність пов'язана зі здатністю до навчання - вважається, що чим вона більша, тим краще для мозку. Але в неї, очевидно, мають бути якісь регулятори, одним із яких несподівано виявився ген Tet3, який реагує на зміни активності міжнейронних контактів. Звичайно, виникає питання, як саме така "мікрохірургія" ДНК, тобто постійне вирізання букв із послідовності нуклеотидів, впливає на здатність синапсів реагувати на різні сигнали. Можливо, що проломи в ДНК-ланцюжках припадають саме на ті гени, що безпосередньо впливають на силу та чутливість синапсів, але що саме там відбувається, можна буде дізнатися лише з подальших досліджень.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт