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:

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 Черная дыра может стать порталом 07.09.2020 Ученые предложили, каким образом можно сделать из черной дыры портал. Речь идет о стабильном тоннеле, способном вместить в себя космический корабль, притом что долгое время червоточины являлись либо чрезмерно маленькими, либо слишком ненадежными. Исследование в данном направлении проводилось специалистами из Принстона. Ученые нашли подтверждение возможности создать в космосе "кротовую нору", которой будет достаточно в том числе для того, чтобы туда поместился полноценный корабль. В такой червоточине можно путешествовать, причем не только через пространство, но и сквозь время. Звездолет сможет перемещаться в отдаленные точки Вселенной за мгновения, но по земным меркам такая "поездка" займет тысячи лет. В то же время содержимое черных дыр до сих пор остается для человечества чем-то неизвестным. В связи с этим ее поверхность и носит название "горизонт событий". Чтобы добраться до последнего, потребуется антигравитация, выступающая отталкивающей силой. Подобным свойством должно обладать вещество, известное как экзотическая материя. Предполагается, что у нее все не так, как привыкли люди. К примеру, кусок такой материи может иметь вес в минус 3 кг. Авторы новой работы допускают, что добыть таковую представляется возможным от частичек, известных как безмассовые фермионы, не имеющие веса, подобно фотонам. За счет такой своей легкости летать им удается со скоростью света. Ученые допускают, что существует пять измерений, и через одно из них и ведет кротовая нора.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026