Plazmonowy układ grafenowy. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Układ grafenowy Plasmon

30.06.2013

Fizycy z Massachusetts Institute of Technology stworzyli układ elektroniczny, który pozwala sterować falami plazmonowymi za pomocą kombinacji grafenu i materiałów ferroelektrycznych. Eksperymenty naukowców wykazały fundamentalną możliwość stworzenia urządzeń obliczeniowych o bardzo wysokich częstotliwościach pracy, a jednocześnie charakteryzujących się jeszcze większym stopniem miniaturyzacji niż współczesne chipy komputerowe.

Podstawowa zasada działania urządzenia opiera się na wykorzystaniu plazmonów: pseudocząstek, którymi fizycy opisują zachowanie plazmy. W kontekście tej pracy plazma jest rozumiana nie jako rozżarzony zjonizowany gaz, ale jako nośniki ładunku rozproszone w grafenie, co można dość dokładnie opisać jako zbiór naładowanych cząstek gazu elektronowego. Z kolei w tym gazie elektronowym powstają oscylacje, które niosą określoną energię. Energia oscylacji, w pełni zgodna z prawami mechaniki kwantowej, jest skwantowana i to właśnie kwant takich oscylacji nazywamy plazmonem.

Plazmony odgrywają ważną rolę w fizyce ciała stałego, ponieważ umożliwiają m.in. przewidywanie i obliczanie właściwości optycznych substancji. Ale grupa badaczy z MIT nie była zainteresowana tym, ale umiejętnością kontrolowania plazmonów, czyli zdolnością kierowania fal plazmonowych we właściwe miejsce. Taka kontrola jest ważna nie tylko dlatego, że po raz kolejny będzie testować modele teoretyczne, ale także dlatego, że fale plazmoniczne mogą mieć znacznie wyższą częstotliwość niż oscylacje elektromagnetyczne w stosowanej dziś technologii elektronicznej. Jeśli typowy procesor centralny działa na częstotliwościach od setek megaherców do kilku gigaherców, to fale plazmonowe w eksperymentach naukowców wykazały fundamentalną możliwość osiągnięcia znaku kilku teraherców, kilku tysięcy gigaherców.

Zdaniem naukowców byli w stanie kontrolować plazmony dzięki połączeniu dwóch materiałów, grafenu i ferroelektryków. Grafen to płaska blacha o grubości jednego atomu węgla, a ferroelektryki lub ferroelektryki to substancje, które mogą zostać naelektryzowane pod wpływem pola elektrycznego i zachować ładunek po usunięciu pola zewnętrznego. Umieszczając arkusz grafenu między dwiema płytkami niobianu litu, fizycy byli w stanie skierować fale plazmonowe w wymaganym kierunku po utworzeniu granic falowodu z naładowanych sekcji ferroelektryka.

Eksperymenty wykazały, że odległość między takimi falowodami nie może przekraczać 20 nanometrów i w tym przypadku oscylacje plazmonów nie będą się nawzajem zniekształcać. Naukowcy uważają, że ich praca otwiera drogę, jeśli nie do przemysłowego wdrożenia metody, to przynajmniej do kontynuacji eksperymentów z grafenem i ferroelektrykami. Jedno z możliwych zastosowań naukowcy nazywają urządzeniami optoelektronicznymi, w których światło powoduje oscylacje plazmoniczne: wstępne szacunki sugerują, że będą one znacznie bardziej kompaktowe niż współczesne przetworniki tego typu. Ponadto rozwój może pomóc w stworzeniu szybkich systemów zapisu i odczytu informacji z ferroelektrycznych urządzeń magazynujących: teoretycznie prędkość pracy może tysiące razy przekraczać aktualne wartości.

<< Powrót: Smartfon Fujitsu Arrows A 202F 30.06.2013

>> Naprzód: Do diagnozy wystarczy jedna kropla krwi 29.06.2013

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Telefon komórkowy Apple iPhone 3G S 24.07.2009

Na czerwcowej konferencji programistów WWDC firma Apple zaprezentowała szereg produktów (zarówno oprogramowania, jak i sprzętu), w tym długo oczekiwaną aktualizację telefonu komórkowego iPhone.

Model 3GS zarówno zewnętrznie, jak i funkcjonalnie nie różni się zbytnio od swojego poprzednika. Ale stał się szybszy i ma ulepszoną baterię (5 godzin pracy podczas rozmowy w sieci 3G i 9 godzin z włączonym Wi-Fi). Ponadto teraz telefon ma 3,2-megapikselowy aparat wyposażony w autofokus.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn