NanoBEAN на страже информации

Новый эвтектический сплав, свойства которого исследуют ученые Berekley Lab, можно использовать для создания запоминающих устройств. Два состояния – аморфное и кристаллическое – как нули и единицы в уже привычной нам транзисторной логике.

Фазовые переходы сплавов при изменении температуры можно использовать для создания устройств памяти. Ученые из Berkeley Lab и Калифорнийского университета работали над созданием эвтектического сплава. Это сплав металла и полупроводника, названного BEANs по первым буквам фразы на английском языке binary eutectic-alloy nanostructures (бинарные наноструктуры эвтектических сплавов).

В качестве источника фазового перехода может выступать электрический ток или луч лазера. Сплав переходит из кристаллического в аморфное состояние или обратно. В качестве компонент сплава используются германиевые наночастицы и кремний. Полученный сплав эвтектический – это мелкодисперсная смесь разнородных кристаллов, которые кристаллизуются при одинаковой постоянной температуре, наименьшей возможной для рассматриваемой системы. Рисунок 1 показывает общую диаграмму состояния сплавов и кривые охлаждения. Как видим, при температуре кристаллизации отмечается некоторая временная задержка, в течение которой происходит кристаллизация сплава.

infa_1.jpg Рис. 1. Диаграмма состояния сплавов. Кривые – зависимости температур кристаллизации от взаимной концентрации компонентов сплава.

Варьируя температуру сплава, скорости его охлаждения или нагрева, можно добиться переходов то из аморфного в кристаллическое, то из кристаллического в аморфное состояния. Как уже указывалось, в качестве источника изменения фазы сплава можно использовать лазерный луч или электрический ток. В аморфном состоянии предполагаются металлические свойства сплава. Условно аморфное состояние будем считать «нулем», а кристаллическое – «единицей». На рисунке 2 представлена диаграмма энтальпия-температура. Как известно, энтальпия – термодинамический потенциал, характеризующийсистему при посоянных давлении и энтропии. Если происходят какие-либо процессы передачи тепловой энергии или ее отвода из системы, энтальпия изменяется.

infa_2.jpg Рис. 2. Диаграмма энтальпии сплава “BEANs” в зависимости от температуры для различных его фаз – аморфной,жидкой и кристаллической (Image courtesy of Daryl Chrzan).

В будущем ученые намерены более детально изучить возможности практического воплощения данного явления.

infa_3.jpg Рис. 3. Команда ученых слева направо Joel Ager, Daryl Chrzan and Eugene Haller (Photo by Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab Public Affairs).

По материалам

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.8 (6 votes)
Источник(и):

1.nanometer.ru