О, Боги! - Свой взгляд на новости

Феррит висмута - основа для электронных устройств совершенно нового типа

Феррит висмута - основа для электронных устройств совершенно нового типа

Современные электронные и электрические устройства содержат токопроводящие материалы, по которым электроны подаются туда, где они необходимы. Эти проводники должны быть зафиксированы и изолированы от других частей устройств для того, чтобы электрический ток тек по ним только в правильном направлении. Однако, в скором времени на свет могут появиться электронные устройства совершенно нового типа, в которых, за счет использования некоторых уникальных свойств материалов, таких, как феррит висмута, будет течь необычный тип электрического тока, что, в свою очередь, позволит передавать электрические сигналы более быстро и эффективно через меньшие и более плотно упакованные электронные схемы.

Используя суперкомпьютер, расположенный в вычислительном центре High Performance Computing Center университета Арканзаса, исследователи произвели расчеты математической модели феррита висмута, прозрачного синтетического материала, относящегося к классу мультиферроиков (multiferroic). Это означает, что в структуре этого материала имеются отдельные области, в которых молекулы имеют упорядоченный образ их электрической поляризации. Границы между такими областями называют стенами и их, эти стены, можно рассматривать как двухмерные объекты из-за малой толщины, которая исчисляется десятыми долями нанометра.

В моделируемом материале исследователи создали электрический ток, называемый током смещения, путем приложения к материалу высокочастотного электрического поля. В отличие от традиционного электрического тока, который представляет собой движение потока электронов, ток смещения является следствием вибрации ионов, которая возникает под воздействием электрического поля. Ток смещения является переменным электрическим током и он беспрепятственно проходит через стены областей в феррите висмута. А по величине токи смещения сопоставимы с постоянными электрическими токами, используемыми в обычных электронных устройствах.

При помощи изменения конфигурации прикладываемых к материалу электрических полей, исследователи могут создавать ограниченные стенами области в феррите висмута, находящиеся в строго заданном месте. Цепочки таких областей могут формировать проводники и электронные компоненты, по которым беспрепятственно могут циркулировать токи смещения. И, естественно, что кристаллы или пленки феррита висмута могут стать основой нового типа электронных устройств, позволяющих динамически менять их электронную схему и функциональные возможности. 

Компактная природа и используемые физические эффекты позволят новым электронным устройства стать очень маленькими и очень быстрыми. "Материалы, такие, как феррит висмута, открывают дорогу для разработки наноразмерных, эффективных и быстрых электронных схем, которые могут стать основой электронных устройств следующих поколений" - пишут исследователи.

Наука - 26 марта 2018 108
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Учёные доказали, что собаки понимают и различают слова и их значения

Учёные доказали, что собаки понимают и различают слова и их значения

Американские учёные решили проверить, действительно ли собаки способны различать отдельные слова, понимать и запоминать их значение.

Мат и беспорядок: ученые назвали три признака гения

Мат и беспорядок: ученые назвали три признака гения

Ученые из США выяснили, что отсутствие нормального сна и режима – это практически неизменный спутник высокой одаренности, в том числе....

Американские военные сделали первого в мире робота-преподавателя

Американские военные сделали первого в мире робота-преподавателя

Представители военной академии США создали первого в мире робота-учителя, который умеет читать лекции на сложные темы и уже выступил перед....

Искусственный интеллект научили распознавать галактики

Искусственный интеллект научили распознавать галактики

Исследователи научили программу искусственного интеллекта, используемую для распознавания лиц на Facebook, идентифицировать галактики в глубоком космосе.

Ученые нашли способ замедлить старение

Ученые нашли способ замедлить старение

Ученые исследовали эффект замедления старения круглых червей под воздействием антидиабетического препарата Метформина.