Создание новых материалов с помощью молекулярно-лучевой технологии

03.08.2024

В современном мире электронные устройства становятся все более важной частью нашей повседневной жизни. Улучшение их производительности и эффективности - одна из ключевых задач современных ученых. Одна из передовых технологий, которая может внести значительные изменения в эту область, - это молекулярно-лучевая эпитаксия. Она позволяет создавать материалы с уникальными свойствами, что открывает новые горизонты в электронике.

Недавно группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) добилась значительного успеха в этой области. Им удалось создать тонкую пленку, в которой подвижность электронов значительно выше, чем у любых ранее известных материалов. Этот прорыв был достигнут благодаря использованию молекулярно-лучевой эпитаксии, технологии, позволяющей точно контролировать процесс создания материала на атомарном уровне.

Физики из MIT смогли создать новый материал, в котором атомы располагаются с исключительной точностью, минимизируя количество примесей и дефектов. Это значительно увеличивает подвижность электронов - скорость, с которой электричество проходит через материал. Высокая подвижность электронов является ключевым параметром для многих электронных устройств, от транзисторов до солнечных батарей.

Достижения ученых из Массачусетского технологического института представляют собой важный шаг вперед в области материаловедения. Создание материалов с высокой подвижностью электронов открывает новые возможности для разработки высокоскоростных и энергоэффективных электронных устройств, что, безусловно, окажет значительное влияние на будущее технологий.

Одной из главных целей разработки новых материалов является создание сверхпроводников, которые могут функционировать при комнатной температуре. Такие материалы могли бы значительно повысить эффективность электронных устройств, так как они обеспечивают нулевое сопротивление и, соответственно, минимальные потери энергии. Это настоящий "Священный Грааль" материаловедения, к которому стремятся ученые по всему миру.

Обычно для достижения высокой подвижности электронов материалы охлаждают до очень низких температур, вплоть до абсолютного нуля. Однако команда из MIT нашла другой путь: они улучшили подвижность электронов, создавая материалы с минимальным количеством дефектов и примесей. Такой подход открывает возможности для создания более эффективных и компактных электронных устройств.

Для создания нового материала ученые использовали молекулярно-лучевую эпитаксию, что позволило им построить тонкую пленку толщиной всего в 100 нанометров. Эта пленка состоит из тройного тетрадимита - вещества, обладающего рекордной подвижностью электронов. Это означает, что электричество проходит через материал с минимальными потерями, что существенно повышает эффективность его использования в различных приложениях.

Результаты исследований, проведенных в MIT, открывают новые перспективы в разработке высокопроизводительных электронных устройств. Улучшение подвижности электронов может привести к созданию более быстрых и эффективных транзисторов, солнечных батарей и других компонентов, которые играют ключевую роль в современных технологиях.

<< Назад: Покидая родителей, дети делают их счастливее 03.08.2024

>> Вперед: Жирная пища разрушает мозг 02.08.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Модульный ноутбук Framework Laptop 02.03.2021 Стартап Framework из Сан-Франциско разработал тонкий, легкий и одновременно производительный ноутбук, который можно "модернизировать, настраивать и ремонтировать так, как ни один другой ноутбук". Основатель Framework Нирав Патель ранее работал в Oculus и Apple и разочаровался в компаниях, занимающихся потребительскими технологиями. По его словам, компании, производящие бытовую электронику, зависят от постоянного производства продукции и ее продвижения потребителям. Но такой подход способствует расточительству и неэффективности, а в конечном итоге наносит ущерб окружающей среде. Одним из способов борьбы с такой ситуацией и является новый ноутбук Framework Laptop. Его концепция во многом напоминает подход к настольным системам. Ноутбук поддерживает возможность замены комплектующих и модернизации. Разработчики видят в Framework Laptop не просто конкретный продукт, а целую экосистему. В базовой версии ноутбук оснащается 13,5-дюймовым дисплеем с разрешением 2256х1504 точек и процессором Intel 11-го поколения. Поддерживается возможность установки оперативной памяти DDR4 объемом до 64 ГБ и твердотельного накопителя NVMe емкостью "4 ТБ или больше". Также в наличии имеется веб-камера с разрешением 1080p и скоростью съемки 60 кадров в секунду и аккумулятор емкостью 55 Втч. Как и некоторые другие потребительские ноутбуки, Framework Laptop позволяет заменить или модернизировать некоторые комплектующие, такие как оперативная память, аккумулятор и хранилище. Но в своем продукте стартап реализовал три дополнительных преимущества. Во-первых, владельцы также могут менять и обновлять внешние компоненты корпуса, включая клавиатуру, экран, лицевые панели (они прикреплены с помощью магнита) и порты подключения (через систему карт расширения). В различных комбинациях могут использоваться USB-C, USB-A, HDMI, DisplayPort, microSD и т.д. Во-вторых, для продажи совместимых модулей (собственных или сторонних производителей) планируется запустить специализированную онлайн-площадку. Таким образом, пользователям будет не очень сложно найти нужный и совместимый компонент в случае необходимости ремонта или модернизации. Компоненты Framework включают QR-коды, просканировав которые можно сразу же перейти на нужную страницу для покупки обновлений. В-третьих, помимо готовых систем Framework планирует продавать наборы "сделай сам" из выбранных заказчиками компонентов. После этого пользователь сможет сам собрать свой ноутбук, как это можно сейчас сделать с системным блоком настольного компьютера. При этом предусмотрена гибкость использования ОС. Пользователи смогут выбрать "предпочитаемый вами дистрибутив Linux", Windows 10 Home или Windows 10 Pro.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025