Наномембрана для контроля звуковых волн в микрочипах

29.06.2025

Группа немецких ученых представила уникальное устройство - ультратонкую наномембрану, способную контролировать звуковые волны с беспрецедентной точностью. Это открытие обещает стать прорывом в области микроэлектроники и обработки сигналов.

Созданный прибор представляет собой мембрану из нитрида кремния толщиной всего 20 нанометров - это в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Ее поверхность покрыта регулярной решеткой из треугольных отверстий, благодаря которым мембрана получила неофициальное название "нанобатут". Эта структура позволяет мембране колебаться с минимальными потерями энергии и сохранять импульс практически без затухания.

Особенность устройства в том, что различные участки поверхности движутся не только вверх и вниз, но и в боковом направлении, что существенно расширяет возможности управления волнами. Создатели - физики из Университета Констанца, Копенгагенского университета и ETH Цюриха - использовали мембрану для демонстрации новых способов транспортировки фононов. Фононы, являющиеся кванта звуковых колебаний в кристаллической решетке, играют ключевую роль в передаче информации на наноуровне.

Эксперименты показали, что с помощью "нанобатута" можно направлять фононы даже под острыми углами до 120 градусов с минимальными потерями энергии - менее одного на десять тысяч квантов отклоняется от заданного пути. Это уровень эффективности, сопоставимый с современными телекоммуникационными системами, что открывает новые горизонты для микроэлектронных схем.

Одна из целей проекта - создание "дорог" для фононов, по которым сигналы смогут эффективно перемещаться даже по сложным маршрутам внутри микрочипов. Концепция и дизайн устройства разработаны физиком Одедом Цильбербергом из Констанца, а коллеги из других университетов воплотили ее в реальность.

Интересный факт: ученый даже шутливо предположил возможность создания подобного "батута" человеческих размеров, что, по его мнению, было бы забавным экспериментом, однако он настоятельно рекомендует использовать защитный шлем для подобных испытаний.

Проект получил финансирование от Европейского исследовательского совета, а также поддерживается фондами Дании, Швейцарии и программой Horizon 2020. Полученные результаты могут стать основой для создания нового поколения микросхем с революционными возможностями передачи звуковых и колебательных сигналов.

Разработанная наномембрана демонстрирует, как инновационные материалы и продуманные архитектуры могут кардинально улучшить управление микроскопическими волнами, что важно для развития электроники и телекоммуникаций будущего.

<< Назад: Улавливание углекислого газа с помощью глины 29.06.2025

>> Вперед: Коллективный разум муравьев 28.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Умный взрыватель 20.02.2008 Американские оружейники создали надежный миниатюрный. "Когда говорят об умном оружии, оно должно быть умным во всем. В частности, взрыватели должны понимать, где находится боеприпас и не пора ли его взорвать", - говорит Майкл Бегганс из Центра сухопутной поддержки флотских операций (США), где совместно с коллегами из Технологического института Джорджии разработали новую технологию изготовления взрывателей. Теперь их можно будет делать так же, как и микросхемы. Новый взрыватель делают из пористой медной пластинки. Чтобы ее изготовить, пасту из оксида меди с полимерным связующим наносят на шаблон из ткани с микросферами. Потом изделие нагревают, шаблон испаряется, а оксид меди превращается в металлическую пластинку, форма которой повторяет форму шаблона. В получившиеся микронные поры помещают взрывчатое вещество. Затем на пластинку методом микроэлектроники наносят микросхему, разрезают на кусочки размером в миллиметр, и микровзрыватель готов. Теперь из этих взрывателей нужно собрать готовое устройство запал размером в сантиметр. Благодаря новой технологии запал получается автоматически, причем одновременно удается изготавливать до сотни таких высокотехнологичных запалов. "Наша технология позволяет охватить весь диапазон размеров взрывателей, которые нужны для флотских боеприпасов", - рассказывает руководитель работы Язон Надлер из Технологического института Джорджии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026