Перетворення металу на діелектрик. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

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

Перетворення металу на діелектрик

03.05.2017

Дослідники з Вищої школи економіки та Наноцентру Ювяскуля (Фінляндія) вперше експериментально продемонстрували квантовий розмірний ефект у металевому нанопроводі. Виявлений ефект універсальний і має братися до уваги під час проектування наноелектронних систем надмалих розмірів.

У дослідженні показано, як електричний опір металевого нанопроводу з вісмуту в процесі зменшення його діаметра змінюється немонотонно і потім різко зростає, переводячи об'єкт в діелектричний (ізолюючий) стан. На думку вчених, квантово-розмірні ефекти пов'язані із фундаментальним явищем – квантуванням енергетичного спектру електронів. І спостерігати його можна лише в об'єктах виключно малих розмірів.

"Носієм заряду є, як правило, електрон і чітке його положення визначити неможливо, проте ми знаємо ймовірність його знаходження у певній галузі. Ця ймовірність описується квантовомеханічною хвильовою функцією, а кожна хвиля має свій характерний масштаб - довжина хвилі, - пояснює один із співавторів - Так от, якщо ми виготовимо провідник, розміри якого будуть порівняні з довжиною цієї хвилі, станеться якісна зміна властивостей системи. званий рівень Фермі, який відокремлює заповнені енергетичні стани від незаповнених.Так ось, при зменшенні розмірів провідника енергетичні рівні починають зрушуватися щодо цього порогового значення, і в момент, коли останній заповнений рівень перетинає рівень Фермі, зразок переходить з металевого в діелектричний стан. і є суть квантового розмірного ефекту в нашому випадку".

Як "випробуваних" були обрані нанопроводи, так як провід є основою будь-якого електричного ланцюга, також для прикладу досліджувалася тонка плівка. Існує кілька методів вивчення квантових розмірних ефектів (КРЕ). У першому - послідовно зменшується розмір однієї й тієї ж зразка; у другому - використовують кілька зразків різного розміру.

Дослідники обрали перший, оскільки, на їхню думку, він відповідав "чистішому" експерименту. Основною проблемою при цьому стало завдання зменшити структуру так, щоб не зашкодити її. Зменшувалися розміри наноструктур травленням спрямованим пучком іонів інертного газу (аргону), тим самим "стачуючи" поверхню. Було знайдено оптимальний режим обробки, при якому шорсткість поверхні становила приблизно 1 нанометр (близько двох атомних шарів). При цьому найменший діаметр дроту становив близько 40 нм, а стартовий діаметр – близько 300 нм. Самі зразки виготовлялися під час використання досить стандартного процесу електроннопроменевої літографії та направленого вакуумного напилення. Після виготовлення зразків та ретельної їх перевірки кращі відбиралися для вимірювань. Потім багаторазово повторювався цикл іонного травлення та вимірювань до того моменту, коли структура витончувалася до такої межі, що просто виходила з ладу (тобто рвалася).

"Головним результатом роботи стало те, що цей заповітний перехід метал-діелектрик існує не тільки в розрахунках теоретиків, а й може експериментально спостерігатися. У більш ранніх роботах такого результату було досягнуто на тонких плівках, також були спроби зробити це і в нанопроводах, але не Так що можна сказати, що наша робота - одна з перших, в якій експериментально продемонстровано квантовий розмірний ефект у металевому провіднику.Квантовий розмірний ефект - універсальне явище, яке має бути абсолютно в будь-яких системах досить малих розмірів. дозволяють визначити фундаментальні обмеження на мініатюризацію елементів (нано)електронних ланцюгів", - наголошують вчені.

<< Назад: Загальна увага синхронізує мозок 04.05.2017

>> Вперед: Штучний льодовик проти глобального потепління 03.05.2017

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Xbox One із захистом від перегріву 21.08.2013

Відомо, що ранні екземпляри Xbox 360 мали одну велику проблему - вони часто перегрівалися, що згодом призводило не тільки до зависання, але і до поломки самих консолей. У Xbox One таких проблем не буде.

Розмовляючи з журналістами порталу Gizmodo, генеральний менеджер Microsoft з розробки консолі Лео дель Кастільо (Leo del Castillo) розповів, що Xbox One постійно стежитиме за рівнем власної температури і, у разі виявлення перегріву, реагуватиме на нього, автоматично знижуючи продуктивність та споживання енергії. Кастільйо, щоправда, не пояснив, чи запрацюють ігри та програми в такому режимі.

При прийнятній температурі у приміщенні вентилятори не працюватимуть на повну потужність і почнуть розкручуватись лише тоді, коли це дійсно потрібно. У свою чергу, підвищений рівень шуму, створюваний ними, буде для користувача індикатором наявності несправності. Якщо він не прореагує на це і не вживе заходів, щоб знизити температуру Xbox One, консоль зможе відключитися самостійно, щоб запобігти пошкодженню внутрішніх деталей.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

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