Лазер перетворює діелектрик на провідник. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

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

Лазер перетворює діелектрик на провідник

06.04.2018

Міжнародна група вчених вперше теоретично описала, як поводитимуться так звані мотовські діелектрики під дією надкоротких і дуже потужних лазерних імпульсів і як має виглядати спектр відбитого від їхньої поверхні випромінювання.

Розрахунки показують, що в цьому випадку діелектрик перетворюватиметься на провідник. У перспективі це явище можна буде використовувати для електроніки, досліджень швидких процесів та квантових станів у речовині.

Діелектрики – речовини, які погано проводять електричний струм, оскільки в них мало вільних електронів, здатних легко переміщатися та переносити заряд. У звичайних діелектриках це пов'язано з особливостями розподілу електронів за енергетичними рівнями, що виникають у полі кристалічних ґрат. Описує це з основних розділів квантової фізики - зонна теорія.

Мотовські діелектрики відрізняються від звичайних тим, що струм у них не може текти зовсім з іншої причини, через сильну взаємодію між електронами. Вони руху електронів, здатних створити струм, " заважають " інші електрони, що є сусідніх атомах. Своїм відштовхуванням вони "замикають" кожен електрон на своєму атомі і роблять речовину діелектриком. Названо їх на честь англійського фізика Невіла Ф. Мотта, лауреата Нобелівської премії 1977 року, який у 1949 році пояснив їх виникнення. Моттовські діелектрики (як правило, це оксиди перехідних металів, наприклад, NiO) перестають проводити струм при охолодженні, коли взаємодія між електронами стає більш суттєвою.

Експерименти впливу світла на речовину почалися близько 20 років тому. Але необхідність враховувати взаємодію електронів ускладнювала теоретичне вивчення процесів у мотовських діелектриках. Тому досі розглядалися поодинокі атоми чи молекули з метою вивчити поведінку електронів на орбіталях атомів. Але ніхто не займався вивченням поведінки самих мотовських діелектриків у надсильному світловому полі. Проте останні п'ять років експериментатори почали перемикатися на тверде тіло, на кристали. Тут картина набагато складніша, оскільки це багатоелектронне завдання, де електрони, що взаємодіють, впливають на провідність.

Мпеуіалісти досліджували, як такі матеріали будуть реагувати на спалахи потужного фемтосекундного лазера, і моделювали, як має вигляд спектр відбитого від поверхні випромінювання, оскільки на його властивості впливають характеристики матеріалу. Під впливом сильного змінного поля лазерного променя, падаючого поверхню моттовского діелектрика, стан електронів у ньому змінюється. Їхня кінетична енергія зростає, і матеріал втрачає властивості діелектрика. Процес можна досліджувати за допомогою так званої спектроскопії високих гармонік.

Метод полягає в тому, що на матеріал направляють дуже короткі, довжиною в десятки або сотні фемтосекунд (10-15 с) імпульси лазера із заданими характеристиками. При відображенні променя від матеріалу ці характеристики змінюються, у тому числі частина фотонів набуває в десятки разів більшої енергії та частоти коливань, ніж фотони вихідного імпульсу (це називається генерацією високих оптичних гармонік). По зміні параметрів променя можна будувати висновки про властивості матеріалу.

<< Назад: У тілі людини знайшли новий орган 07.04.2018

>> Вперед: Мозок собаки реагує на вираз обличчя господаря 06.04.2018

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву

Телефон Philips Xenium E560 з рекордним часом роботи 18.06.2015

Компанія Philips Xenium E560 представила "довгограючу" модель мобільного телефону в лінійці Philips Xenium - Philips Xenium E560. Пристрій здатний працювати приблизно два з половиною місяці (73 діб) у режимі очікування, 39 годин у режимі розмови або 64 години у режимі звуковідтворення через навушники.

Xenium – лінійка апаратів із тривалим часом автономної роботи. З усіх представлених на російському ринку мобільних пристроїв Philips Xenium у E560 найвищий результат. За новинкою слідує модель Xenium W6610, яка здатна працювати 67 діб у режимі очікування або 33 години в режимі розмови.

Корпус Philips Xenium E560 виконаний у форм-факторі моноблока кнопки, в його конструкції використовуються металеві деталі. Діагональ дисплея становить 2,4 дюйми, роздільна здатність - 320 х 240 пікселів.

Новинка оснащена вбудованим музичним програвачем із підтримкою форматів MP3, WAV, AAC, AMR та MIDI. Об'єм вбудованої пам'яті не уточнюється. Можна використовувати картки пам'яті microSD ємністю до 32 ГБ. Підключення навушників здійснюється через стандартний 3,5-мм роз'єм. Також можна використовувати зовнішні бездротові колонки - телефон має функцію передачі стереозвуку через Bluetooth.

Роздільна здатність камери становить 2 МП, вона обладнана фотоспалахом. Місткість знімного акумулятора - 3100 мАг. Габарити мобільного телефону - 126,2 х 52 х 15,9 мм, вага - 138,5 г.

Модель призначена для роботи в мережах GSM з діапазоном 850/900/1800/1900 МГц і має два роз'єми для SIM-карток (Mini-SIM).

Рекомендована роздрібна ціна Philips Xenium E560 – 125 доларів США.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

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