Успех волитроники

13.04.2016

Физики научились генерировать и контролировать электроны в долинах двумерных полупроводников.

В последние десятилетия исследователи разных стран активно ищут замену традиционной электронике, основанной на использовании заряда электрона. Они стремятся уменьшить энергопотребление и тепловыделение электронных устройств из-за протекания электрических токов и увеличить их быстродействие. Наиболее известное альтернативное направление - спинтроника, в котором используется еще одно свойство электронов - спин.

Гораздо менее известно другое направление исследований - волитроника (valleytronics). Оно основано на том, что у некоторых полупроводников есть несколько минимумов разрешенной энергии электронов проводимости (на языке зонной теории - минимумов зоны проводимости), которые физики называют долинами. Английское название valleytronics образовано аналогично спинтронике из двух слов valley (долина) и electronics (электроника).

Наличие таких долин позволяет кодировать информацию помещением электрона в одну из них. В сочетании со спином это позволяет значительно расширить возможности кодирования информации в устройствах. По отдельности два значения спина или две долины соответствуют одному биту информации - их можно сопоставить с 0 и 1. А вот две долины, в которых спины электронов могут принимать разное значение, представляют собой двухбитовую конструкцию, кодирующую уже четыре значения. А если добавить еще и заряд, то можно кодировать восемь значений. Как и спинтроника, волитроника обещает увеличение быстродействия, более высокую помехозащищенность и меньшую потребляемую мощность. Однако созданию подобных устройств на практике препятствует сложность управления электронами для их помещения в долины и их контроля там.

Исследователи из США и Китая сообщили, что им впервые удалось генерировать электроны и управлять ими в долинах двумерного полупроводника, представляющего собой слой дихалькогенида переходного металла (TMDC). Для этого они использовали электрическую передачу (инжекцию) ему спина от присоединенного ферромагнитного полупроводника. Самое важное, что им удалось размещать носители заряда только в одной из двух долин. Благодаря явлению электролюминесценции долины после этого излучали поляризованный свет с разной круговой поляризацией, наблюдая за которым физики убедились в успешности проведенной операции.

<< Назад: Смартфоны Micromax Canvas 6 и Canvas 6 Pro 14.04.2016

>> Вперед: Самый прочный материал в мире 13.04.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Золотая военная униформа 24.02.2013 Группа ученых из Массачусетского технологического института разрабатывает совершенно новый тип "умной" военной одежды, которая может заменить "железные ящики" с электроникой. В новой униформе вплетенные в ткань золотые микроволокна позволят контролировать здоровье бойца, обеспечат связь с командиром, обнаружат химические и бактериологические угрозы, а также выполнят множество других функций. Золотая нить выполняет роль своеобразного многофункционального оптоволокна. Сеть нитей не является транзисторами или процессорными схемами, они сами по себе устройство, способное обрабатывать самые разнообразные сигналы. Например, волокна могут работать как система опознавания свой/чужой: достаточно направить на незнакомца лазерный целеуказатель автомата, и золотые микроволокна примут сигнал и отправят его на такие же микроволокна в рубашке запрашивающего. Также потенциально волокна могут обнаруживать ранения, аномальную температуру тела, работать в качестве радиоантенны и т.д. Более того, испытания коммуникационных функций "золотой" униформы уже проводились, пока что она обеспечивает связь только в зоне прямой видимости на расстоянии до 75 метров, что, тем не менее, является хорошим подспорьем штатным системам радиосвязи. В частности, "умная" униформа может расширить диапазон управления голосом на несколько десятков метров, что уже само по себе является большим достижением. В настоящее время специалисты MIT используют для производства золотого микроволокна тот же метод, что и при изготовлении оптоволокна. Из-за этого золотые волокна пока слишком толстые - около 1 мм в диаметре. Ученые планируют уменьшить толщину волокон до 100 микрон и в течение 10 лет испытать самые разнообразные технологии "умной" униформы. Кроме золота, в ткань униформы можно вплетать множество других материалов и структур, включая микрофлюидные каналы для жидкостей, которые могут выполнять самые разнообразные функции, например проводить звук или выявлять патогенные микроорганизмы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026