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:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Гиперзвуковую ракету готовит к испытаниям 18.08.2017 Американская компания Generation Orbit Launch Services в ближайшее время приступит к серии испытаний прототипа перспективной гиперзвуковой ракеты носителя GOLauncher 1, которая позволит выводить различную полезную нагрузку на суборбитальную траекторию. Как пишет Aviation Week, в ближайшее время начнутся огневые испытания ракеты, а затем летные испытания на самолете-носителе. Эти проверки будут проводиться на полигоне авиабазы ВВС США "Эдвардс" в Калифорнии. В настоящее время американские разработчики не имеют инструментов, которые бы позволяли проводить широкий спектр исследований в области микрогравитации и высокоскоростного атмосферного полета. До 1968 года такие исследования в США проводились с помощью экспериментального ракетоплана X-15, изначально проектировавшегося для космических полетов с самолета-носителя. До закрытия программы X-15 ракетопланы с различным оборудованием применялись для исследований, данные которых использовались, в том числе, в разработке американских космических программ. Новая гиперзвуковая ракета станет носителем для различного измерительного оборудования, которое позволит проводить исследования не только в области микрогравитации, но и астрофизики. Кроме того, ракету можно будет использовать и для вывода в космос наноспутников. Как ожидается, во время первых летных испытаний ракеты ее носителем станет модифицированный бизнес-джет Gulfstream III. С его помощью будут определяться аэродинамические характеристики ракеты и ее влияние на параметры полета носителя. Как ожидается, после огневых и продувочных испытаний ракеты GOLauncher 1, Generation Orbit Launch Services соберет первый летный прототип, который будет полностью готов и совершит первый полет на самолете-носителе до конца 2018 года. Первые отстыковку в воздухе и самостоятельный полет ракета выполнит уже в начале 2019 года. Вскоре после этого ракету GOLauncher 1, работающую на жидком топливе, начнут использовать для первых исследовательских запусков. Масса новой ракеты составит 1,1 тонны. Ее двигатель будет работать на керосине и жидком кислороде и сможет выдавать тягу около 22,2 килоньютона на уровне моря. GOLauncher 1 сможет нести различное оборудование или наноспутники общей массой от 136 до 454 килограммов. Ракету можно будет использовать для исследовательских запусков по суборбитальным траекториям высотой от 15,2 до 36,6 тысяч метров со скоростями полета от четырех до восьми чисел Маха (от 4,9 до 9,9 тысячи километров в час).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026