Ploniausia technologija pasaulyje. Tik dviejų atomų storis

Iliustracinė paskola: Tel Avivo universitetas

Mokslo pažanga. Tel Avivo universiteto mokslininkai sukūrė mažiausią pasaulyje, vos dviejų atomų storio technologiją. Mokslininkų teigimu, naujoji technologija suteikia galimybę išsaugoti elektrinę informaciją ploname vienete, kurį mokslas žino kaip vieną iš stabiliausių gamtos inertiškų medžiagų. Leidžiamas kvantinis mechaninis tunelis per ploną atominę membraną gali pagreitinti informacijos skaitymo procesą, gerokai viršijantį esamas technologijas.

Tyrimą atliko Raymondo, Beverly Sacklerio fizikos mokyklos, astronomijos, Raymondo, Beverly Sacklerio chemijos mokyklos, mokslininkai. Grupėje yra Mayan Wisner Stern, Yuval Washitz, dr. Wei Kao, dr. Iftachas Nevo, profesorius Eranas Sellanas, profesorius Michaelas Urbachas, profesorius Oedas Hodas ir dr. Moshe’as Benas Shalomas. Šiuo metu darbas skelbiamas Mokslas: žurnalas.

„Mūsų tyrimai kyla iš smalsumo dėl atomų ir elektronų elgesio kietosiose medžiagose, dėl kurio atsirado daugybė technologijų, palaikančių mūsų šiuolaikinį gyvenimo būdą“, – sako daktaras Benas Shalomas. “Mes (և daugelis kitų mokslininkų) bandome suprasti, numatyti ir net kontroliuoti įspūdingas šių dalelių savybes, kai jos susikondensuoja į sutvarkytą struktūrą, kurią mes vadiname kristalu.” Pvz., Kompiuteris yra pagrįstas mažu krištolo įtaisu, sukurtu persijungti tarp dviejų būsenų, nurodant skirtingus atsakymus. „Taip“ arba „ne“, „aukštyn“ arba „žemyn“ և ir kt. Be šios dichotomijos neįmanoma koduoti ar apdoroti informacijos. Praktinis iššūkis yra rasti mechanizmą, kuris leistų prijungti mažą, greitą ir pigų įrenginį.

Šiandienos moderniausius prietaisus sudaro maži kristalai, kuriuose yra tik apie milijonas atomų (aukštis, plotis width storis apie šimtą atomų), todėl milijoną šių įrenginių kosmose galima suspausti maždaug milijoną kartų. . kiekviename įrenginyje keičiant vieną monetą maždaug milijoną kartų per sekundę greičiu.

Pirmą kartą nuo technologinės pažangos mokslininkams pavyko sumažinti kristalų įtaisų storį iki dviejų atomų. Gydytojas Benas Shalomas pabrėžia, kad tokia plona struktūra leidžia atmintimi pagrįstiems kvantiniams elektronams greitai ir efektyviai šokinėti per barjerus, kurių storis yra tik keli. Taigi, tai gali žymiai pagerinti elektroninius prietaisus greičio, tankio ir energijos suvartojimo atžvilgiu.

Tyrimo metu mokslininkai naudojo dvimatę medžiagą, vieno atomo storio boro azoto sluoksnius, išdėstytus besikartojančioje šešiakampėje struktūroje. Eksperimento metu jie sugebėjo sulaužyti šio kristalo simetriją dirbtinai surenkant du tokius sluoksnius. „Natūralioje trimatėje būsenoje ši medžiaga susideda iš daugybės sluoksnių, sukrautų vienas ant kito, kiekvienas sluoksnis pasisuka 180 laipsnių kampu, palyginti su kaimynais (lygiagrečiai lygiagrečiai išdėstytas)“, – sako daktaras Benas Shalomas.

„Laboratorijoje mes sugebėjome dirbtinai išdėstyti lygiagrečios konfigūracijos sluoksnius be sukimosi, kuris tariamai to paties tipo atomus sukuria tobulą harmoniją, nepaisant tarp jų esančios stiprios atstumiančiosios jėgos (dėl jų identiškų krūvių). Tačiau iš tikrųjų kristalas nori vieną sluoksnį slinkti šiek tiek kito atžvilgiu, kad tik pusė kiekvieno sluoksnio atomų būtų visiškai suderinti; tie, kurie sutampa, turi priešingus krūvius, o visi kiti yra viršuje arba tuščioje erdvėje. šešiakampio centras. Šioje dirbtinėje sandėliavimo struktūroje sluoksniai yra gana skirtingi. Pavyzdžiui, jei sutampa tik boro atomai viršutiniame sluoksnyje, apatinis sluoksnis daro priešingai “.

Ploniausia pasaulyje technologijų tyrimų komanda

Tyrėjų komanda: Paskola: Tel Avivo universitetas

Dr. Benas Shalomas prižiūri teorinės grupės, atlikusios daugybę kompiuterinių modeliavimų, darbą. „Kartu mes puikiai suprantame, kodėl sistemos elektronai yra išdėstyti taip, kaip mes juos matuojame laboratorijoje. „Turėdami šį pagrindinį supratimą, mes tikimės įdomių atsakymų ir simetrijos sluoksniuose esančiose sistemose“, – sakė jis.

Tyrimams vadovavęs mokslų daktaras Mayanas Wisneris Sternas paaiškina: „Mūsų laboratorijoje sukurta simetrija, kurios nėra natūraliuose kristaluose, sukelia elektros krūvio pertvarkymą tarp sluoksnių ir sukelia nedidelį vidinį elektros krūvį. vertikalioje sluoksnio plokštumoje. Kai išorinį elektrinį lauką pritaikome priešinga kryptimi, sistema slenka į šonus, kad pakeistų poliškumo orientaciją. Išjungta apkrova išlieka stabili, net kai išorinis laukas yra išjungtas. Joje sistema panaši į storas trimates feroelektrines sistemas, kurios šiandien plačiai naudojamos technologijose.

„Gebėjimas priversti kristalinį-elektroninį išdėstymą tokioje plonoje sistemoje, turėdamas unikalias krūvio inversijos savybes, atsirandančias dėl silpnų Van der Waalsio jėgų tarp sluoksnių, neapsiriboja boro-azoto kristalais“, – priduria dr. Benas Shalomas. „Tikimės to paties elgesio su daugeliu sluoksniuotų kristalų, turinčių teisingos simetrijos savybių. Stumdomų skaidrių, kaip unikalaus, efektyvaus būdo valdyti svarbiausius elektroninius prietaisus, koncepcija yra labai perspektyvi, mes ją pavadinome „Slide-Tronics“.

Maayanas Vizneris Sternas daro išvadą: “Mes džiaugiamės galėdami sužinoti, kas gali atsitikti kitose valstybėse, kurias esame skolingi gamtai; tikimės, kad gali būti galimos kitos struktūros su papildomais laisvės laipsniais. Tikimės, kad miniatiūrinis slankiojantis naršymas pagerins šiandieninius elektroninius prietaisus, be to, leis naudoti kitus unikalius informacijos valdymo būsimuose įrenginiuose būdus. Be kompiuterių, tikimės, kad ši technologija palaikys detektorius, energijos kaupimą, konversiją, sąveiką su šviesa ir kt. “Mūsų iššūkis, kaip mes matome, yra rasti daugiau kristalų su naujais, slidžiais laisvės laipsniais.”

Nuoroda. Van der Waalso slenkanti tarpmiestinė feroelektrinė energija, kurią pateikė M. Vizneris Sternas, Y. Waschitzas, W. Cao, I. Nevo, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Sela, M. Urbakhas, O. Hodas ir M. Benas Shalomas, birželio mėn. 2021 m. 25 d Mokslas:,
DOI: 10.1126 / mokslas. Abe8177:

Tyrimą finansavo Europos tyrimų taryba (ERC iniciatyvos dotacija), Izraelio mokslo fondas (ISF) ir Mokslo ir technologijos ministerija (MOST).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.