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 69
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Большой адронный коллайдер дошел до предела

Большой адронный коллайдер дошел до предела

Самый крупный из существующих на данный момент ускорителей элементарных частиц — Большой адронный коллайдер — впервые использовали для того, чтобы....

Учёные создали биоразлагаемую бумажную батарею

Учёные создали биоразлагаемую бумажную батарею

Батареи будущего могут быть изготовлены из бумаги. Исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Бингемтоне (США) создали биоразлагаемую бумажную батарею, эффективность....

Время вспять: революционная антивозрастная таблетка продлит жизнь людей до 150 лет

Время вспять: революционная антивозрастная таблетка продлит жизнь людей до 150 лет

В течение ближайших пяти лет учёные обещают создать антивозрастное средство, которое обратит вспять процессы старения и увеличит продолжительность жизни людей....

Гены определяют 60% успехов в учёбе

Гены определяют 60% успехов в учёбе

Так насколько же на самом деле влияет генетика на успехи и наклонности детей?.

Американские христиане выбрали «портрет Бога». Он оказался похож на Илона Маска

Американские христиане выбрали «портрет Бога». Он оказался похож на Илона Маска

Исследователи из Университета Северной Каролины опросили американцев о том, как, по их мнению, выглядит Бог. На основе предположений были составлены....