Laser zamienia dielektryk w przewodnik. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

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

Laser zamienia dielektryk w przewodnik

06.04.2018

Międzynarodowa grupa naukowców po raz pierwszy teoretycznie opisała, jak będą się zachowywać tzw. dielektryki Motta pod działaniem ultrakrótkich i bardzo silnych impulsów laserowych oraz jak powinno wyglądać widmo promieniowania odbitego od ich powierzchni.

Z obliczeń wynika, że w tym przypadku dielektryk zamieni się w przewodnik. W przyszłości zjawisko to może znaleźć zastosowanie w elektronice, badaniach szybkich procesów i stanów kwantowych w materii.

Dielektryki to substancje, które słabo przewodzą prąd, ponieważ mają niewiele wolnych elektronów, które mogą się łatwo poruszać i przenosić ładunek. W zwykłych dielektrykach wynika to ze specyfiki rozkładu elektronów na poziomach energii, które powstają w polu sieci krystalicznej. Opisuje to jeden z głównych działów fizyki kwantowej - teoria pasmowa.

Dielektryki Motta różnią się od zwykłych dielektryków tym, że prąd nie może w nich płynąć z zupełnie innego powodu, ze względu na silne oddziaływanie między elektronami. W nich ruch elektronów zdolnych do wytworzenia prądu jest „zakłócany” przez inne elektrony znajdujące się na sąsiednich atomach. Przez swoje odpychanie „blokują” każdy elektron na swoim atomie i czynią substancję dielektrykiem. Ich nazwa pochodzi od angielskiego fizyka Neville'a F. Motta, zdobywcy Nagrody Nobla w 1977 roku, który w 1949 wyjaśnił ich wystąpienie. Dielektryki Motta (z reguły są to tlenki metali przejściowych, na przykład NiO) przestają przewodzić prąd po ochłodzeniu, gdy interakcja między elektronami staje się bardziej znacząca.

Eksperymenty nad wpływem światła na materię rozpoczęły się około 20 lat temu. Jednak konieczność uwzględnienia interakcji elektronów utrudniała teoretyczne badanie procesów zachodzących w dielektrykach Motta. Dlatego do tej pory rozważano pojedyncze atomy lub cząsteczki w celu zbadania zachowania elektronów na orbitalach atomów. Ale nikt nie badał zachowania samych dielektryków Motta w supersilnym polu świetlnym. Jednak w ciągu ostatnich pięciu lat eksperymentatorzy zaczęli przestawiać się na ciała stałe, na kryształy. Tutaj obraz jest znacznie bardziej skomplikowany, ponieważ jest to problem wieloelektronowy, w którym oddziałujące elektrony wpływają na przewodnictwo.

Symulowani naukowcy zbadali, w jaki sposób takie materiały zareagują na błyski z lasera femtosekundowego o dużej mocy i wymodelowali, jak powinno wyglądać widmo promieniowania odbitego od powierzchni, ponieważ na jego właściwości wpływają właściwości materiału. Pod działaniem silnego pola zmiennego wiązki laserowej padającej na powierzchnię dielektryka Motta zmienia się stan zawartych w nim elektronów. Ich energia kinetyczna wzrasta, a materiał traci swoje właściwości dielektryczne. Proces ten można zbadać za pomocą tzw. spektroskopii wysokich harmonicznych.

Metoda polega na wysyłaniu do materiału bardzo krótkich, dziesiątek lub setek femtosekundowych (10-15 s) impulsów laserowych o określonej charakterystyce. Kiedy wiązka zostaje odbita od materiału, te właściwości zmieniają się, w tym niektóre fotony uzyskują dziesiątki razy więcej energii i częstotliwości oscylacji niż fotony impulsu początkowego (nazywa się to generowaniem wysokich harmonicznych optycznych). Zmieniając charakterystykę belki, można ocenić właściwości materiału.

<< Powrót: Nowy organ znaleziony w ludzkim ciele 07.04.2018

>> Naprzód: Mózg psa reaguje na wyraz twarzy właściciela 06.04.2018

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Telefon Philips Xenium E560 z rekordową żywotnością baterii 18.06.2015

Philips Xenium E560 wprowadził „długo działający” model telefonu komórkowego w linii Philips Xenium - Philips Xenium E560. Urządzenie jest w stanie działać około dwóch i pół miesiąca (73 dni) w trybie czuwania, 39 godzin rozmów lub 64 godziny odtwarzania dźwięku przez słuchawki.

Xenium to linia urządzeń o długiej żywotności baterii. Spośród wszystkich urządzeń mobilnych Philips Xenium na rynku rosyjskim, E560 ma najwyższy wynik. Za nowym produktem podąża model Xenium W6610, który może pracować 67 dni w trybie czuwania lub 33 godziny w trybie rozmowy.

Obudowa Philips Xenium E560 jest wykonana w formie monobloku z przyciskiem, a jej konstrukcja wykorzystuje metalowe części. Przekątna wyświetlacza to 2,4 cala, rozdzielczość to 320 x 240 pikseli.

Nowość wyposażona jest we wbudowany odtwarzacz muzyczny z obsługą MP3, WAV, AAC, AMR i MIDI. Ilość pamięci wbudowanej nie jest określona. Możesz używać kart pamięci microSD do 32 GB. Słuchawki podłącza się za pomocą standardowego gniazda 3,5 mm. Możesz także skorzystać z zewnętrznych głośników bezprzewodowych - telefon posiada funkcję przesyłania dźwięku stereo przez Bluetooth.

Aparat ma rozdzielczość 2 MP i jest wyposażony w lampę błyskową. Pojemność wymiennej baterii - 3100 mAh. Wymiary telefonu komórkowego - 126,2 x 52 x 15,9 mm, waga - 138,5 g.

Model przeznaczony jest do pracy w sieciach GSM o zakresie 850/900/1800/1900 MHz i posiada dwa gniazda na karty SIM (Mini-SIM).

Sugerowana cena detaliczna Philips Xenium E560 to 125 USD.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

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