Превращение проводника в диэлектрик

07.04.2020

Найден способ управлять электрическими и магнитными свойствами чрезвычайно хрупкого квантового материала для сверхчувствительных датчиков путем растяжения и сжатия на атомном уровне.

Сложные оксиды - прелюбопытные соединения. Некоторые из них, в зависимости от фазы, могут по?разному проявлять магнитные и электрические свойства. Физики давно наблюдают "нетрадиционное" поведение электронов в таких материалах и мечтают управлять их проводящими свойствами.

Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета сумели из оксида под кодовым названием LCMO изготовить сверхтонкую мембрану, упругая деформация которой влияет на ее проводящие свойства.

LCMO - это оксид марганца и лантана-кальция La0.7Ca0.3MnO3. Его называют "квантовым" материалом. Как только ни издевались над ним в лабораториях раньше, а вот растянуть в мембрану наноразмеров до настоящего момента ученые не решались. От расстояния между атомами подобных оксидов сильно зависят их проводящие свойства. К сожалению, разрушить такой материал проще, чем разбить керамическую кружку о мраморный пол.

Чтобы обхитрить матушку-природу, тонкую мембрану из LCMO искусственно вырастили на поверхности, которую предварительно покрыли полимерной пленкой - чем-то вроде пластикового пакета в продуктовом магазине. Микроскопическими манипуляторами мембрану вместе с пленкой растянули и закрепили на другой твердой поверхности с помощью клея. Рентгеновскими лучами ученые просветили полученный метаматериал и измерили расстояние между атомами, убедившись, что оно действительно увеличилось. Затем оценили, как поменялись электрическое сопротивление и магнитные свойства после деформации.

Механическое манипулирование электромагнитными свойствами материалов пригодятся разработчикам электроники нового поколения. Подобные гибкие материалы найдут свое применение в устройствах передачи энергии и вычислительных схемах, а также при создании сверхчувствительных датчиков и детекторов, которые измеряют ничтожные изменения токов и полей.

<< Назад: Роботы построят гигантский телескоп на Луне 08.04.2020

>> Вперед: Беспроводные наушники Sony WF-XB700 и WH-CH710N 07.04.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Беспилотный автомобиль вычислит лихачей 04.04.2022 В Мэрилендском университете разработали новую методику симуляции поведения водителей на дороге для обучения автономных транспортных средств. Метод моделирования дорожных ситуаций, разработанный исследователями из Университета Мэриленда, основан на классификации поведения других участников дорожного движения. Эта модель, которую авторы назвали CMetric, анализирует траектории движения других водителей и пешеходов. На основе анализа и данных, получаемых с использованием компьютерного зрения, алгоритм может предсказывать возможные действия участников дорожного движения. "С помощью CMetric наш симулятор может генерировать виртуальных автомобилистов с различным стилем вождения для предварительного обучения беспилотных машин, - говорит Ангелос Маврогианнис, один из разработчиков модели. - Моделирование разнородного поведения при вождении - основной элемент нашей работы. Мы используем модель глубокого обучения с подкреплением, основанную на DQN (Deep Q-Network)". Разработчики отмечают, что в последние годы многие компании работают над созданием безопасных и надежных беспилотных транспортных средств. Однако для повсеместного использования такие машины должны уметь передвигаться по самым разным дорогам, не сталкиваться с другими транспортными средствами, пешеходами, велосипедами, животными или иными препятствиями. "Несмотря на большой интерес к автономному транспорту, современные методы искусственного интеллекта не учитывают поведение людей-водителей или других беспилотников на дороге, - указывает профессор Динеш Маноча, соавтор работы. - Цель нашей работы - создать надежные технологии, которые будут обнаруживать и классифицировать поведение других участников движения (машин, автобусов, грузовиков, велосипедов, пешеходов) и использовать полученные данные при движении". Поведение за рулем, по мнению разработчиков, можно разделить на две основные категории: консервативное и агрессивное вождение. Консервативные водители более осторожны и внимательны, а агрессивные водители склонны к опасным маневрам и резким движениям. Точное обнаружение этих моделей поведения может быть очень полезным для автономных транспортных средств, особенно в критические моменты (например, при смене полосы движения или въезде на шоссе). Понимание действий других водителей позволяет ИИ соответствующим образом адаптировать свою траекторию, принять меры безопасности. "Автономные навигационные системы обычно обучаются перед проведением полевых испытаний, - сказал Рохан Чандра, соавтор разработки. - Мы представляем новый симулятор, основанный на поведении, который может имитировать большое количество различных вариантов поведения, наблюдаемых в реальных сценариях дорожного движения. Это означает, что базовая навигационная система может быть обучена обрабатывать сложное поведение водителей в городской среде".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025