Дорогие читатели, Нашему шестнадцатилетнему, волонтёрскому и некоммерческому проекту для создания новой, современной версии N-N-N.ru, очень нужно посоветоваться касательно платформы нашего сайта – SYMFONY & DRUPAL 8. Платформа не простая, но обещаем – мы не займём много времени, просто нужна консультационная поддержка квалифицированного разраба. Если вы можете помочь, то связаться с нами можно на страницах Facebook.com здесь и здесь.

Физики научились управлять внутренней структурой наночастиц с помощью электрического поля

МОСКВА, 24 августа. /ТАСС/. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с коллегами из США, Китая и Германии увидели необычную самоорганизацию атомов в объеме наночастиц и научились управлять ею с помощью электрического поля. Подобные «управляемые» наночастицы могут пригодиться для создания емкой энергонезависимой памяти, квантовых компьютеров и другой электроники будущего.

«Наши результаты показывают, что в наночастицах наблюдается небольшое смещение всех атомов, которое при отдаленном взгляде имеет выраженное закручивание и называется топологическим вихрем. При этом ядро этого вихря представляет собой наностержень, который может быть как смещен полем, так и стерт и снова восстановлен внутри наночастиц», – приводит пресс-релиз слова одного из участников исследования, профессора Лос-Аламосской Национальной Лаборатории и Государственного Университета Нью-Мексико Эдвина Фотун.

Исследование ученых опубликовано в журнале Nature Commnucations, а первым автором работы стал инженер кафедры общей физики ТПУ Дмитрий Карпов.

Что такое топологические дефекты и почему их важно изучать?

В современном материаловедении дефекты вещества разделяют на две большие группы. В первую группу входят классические, хорошо изученные дефекты, при которых механически нарушен порядок атомов в веществе: то есть в кристаллической решетке вещества убраны или, наоборот, вставлены лишние атомы. В другом же классе дефектов нет никаких выраженных локальных изменений – вместо этого меняется сама пространственная организация решетки и такие дефекты называют топологическими.

Топологические дефекты могут сильно влиять на вещество и придавать ему такие необычные свойства, как сверхтекучесть или сверхпроводимость и поэтому их изучение очень важно для практических целей материаловедения. При этом топологические дефекты существуют только в материалах малой размерности: двумерных наностержнях и нанопленках (слоях толщиной в несколько атомов) и одномерных наноточках или материалах с высоким отношениям площади поверхности к объему вещества (наночастицах – сферических частиц из нескольких десятков или сотен одинаковых атомов). Один из важных топологических дефектов – это топологический вихрь.

Как ученые увидели структуру наночастиц

В эксперименте ученые изучали наночастицы титаната бария, внутренняя структура была визуализирована с помощью проникающего рентгеновского излучения синхротронного источника Advanced Photon Source (Чикаго, США). Ученые получили изображение объема наночастиц с разрешением в 18 нанометров, что позволило проанализировать малейшие изменения в структуре. В результате исследователи показали, что под воздействием внешнего электрического поля смещается ядро топологического вихря внутри наночастицы, а при снятии поля оно возвращается на прежнее место.

Новая электроника

Найденная учеными возможность управления и регулировки топологический вихрей в наночастицах важна для создания новой электроники. Дело в том, что современные компоненты электроники становятся все меньше и постепенно достигают своего минимального предела по размеру, ниже которого эффективность устройств будет ощутимо снижаться из-за различных квантовых эффектов. Есть несколько возможных способов обойти эти ограничения и один из них – это использование топологических вихрей. Например, на их основе может быть создана энергонезависимая память с большой плотностью записи информации или квантовые компьютеры, в которых информация будет зашифрована в характеристиках топологических вихрей.

«Дальнейшие исследования с использованием дифракции синхротронного излучения на материалах малой размерности позволит лучше понять механизмы управления и воссоздания различных топологических дефектов. Тогда уже работой инженеров станет исхитриться и использовать полученные знания, чтобы решить самые насущные проблемы будущей электроники».

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

tass.ru