Содержание
Российские ученые улучшили элементы памяти для гибкой электроники
Благодаря облучению ионами ксенона российские ученые модифицировали фторированный графен: удалили фтор и создали проводящие квантовые точки в матрице изолирующего материала. На основе таких структур были сделаны мемристоры ― элементы памяти, которые применяются для создания гибких датчиков в носимой электронике, медицинских и производственных сенсорах.
Над научным проектом работают ученые подведомственного Минобрнауки России Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) под руководством доктора наук Ирины Антоновой, Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) НЭТИ и их зарубежные коллеги.
Исследования по созданию энергонезависимой памяти для гибкой электроники ведутся во всем мире. Они используются, например, для изготовления гибких и носимых датчиков температуры тела, дыхания, измерения пульса и артериального давления, создания умных этикеток и одежды.
В основном такую память пытаются сделать на основе оксида графена и полимерных материалов, дихалькогенидов металлов. У них есть свои плюсы и минусы: в частности, оксид графена способен восстанавливаться под действием напряжения, температуры — он менее стабилен, чем фторированный графен, который используют в своем научном проекте российские ученые.
Новое исследование — продолжение работы специалистов ИФП СО РАН по созданию элементов памяти для гибкой электроники на основе соединений графена. Ранее эта же научная группа сделала мемристоры, модифицируя графен химическим путем. Это позволило получить систему квантовых точек в матрице фторированного графена. Преимущество облучения в том, что оно позволяет более контролируемо и воспроизводимо добиться создания системы, нужной для работы мемристоров.
Напомним, мемристор ― это микроэлектронный компонент, способный передавать информацию в режиме «0» или «1» и присваивать ей уровень значимости. Мемристоры «запоминают» количество протекшего через них заряда и меняют свое сопротивление в зависимости от этого.
Если подать высокое напряжение, мемристорная система станет открытой ― будет проводить электрический ток, а при смене полярности напряжения ― закроется.
Мемристорные структуры, нанесенные на гибкую полимерную пленку (фото Н. Дмитриевой)
«Наши мемристорные системы на основе облученного фторированного графена открываются и закрываются благодаря формированию и разрушению путей протекания электрического тока по графеновым квантовым точкам. Разница токов в открытом и закрытом состоянии — 2-4 порядка: такого диапазона достаточно, чтобы сделать ячейки памяти. Мемристорная память энергонезависима и совмещает в себе достоинства оперативной и флеш-памяти. Переключение мемристора (из закрытого в открытое состояние), то есть перезапись информации, происходит за 30-40 наносекунд. Это примерно в 1000 раз быстрее, чем у современной флеш-памяти», — поясняет автор исследования, научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН, кандидат физико-математических наук Артем Иванов.
Технология изготовления образцов довольно проста: на тонкие полимерные пленки (из поливинилового спирта) методом 2D-печати наносится фторированный графен, также разработанный и созданный в ИФП СО РАН. Затем готовые структуры облучаются в ОИЯИ высокоэнергетичными ионами, после чего во всех структурах наблюдаются резистивные переключения, то есть такие, когда сопротивление материала обратимо меняется в ответ на изменение электрического поля.
«Наши дальнейшие планы работы с новым материалом — показать, как взаимодействуют ячейки памяти в массиве, для этого мы сделаем небольшие логические электронные схемы: “И”, “Не”, “Или”. Существует множество параметров, на которые может влиять соединение ячеек, и нам нужно проверить, как мемристоры будут чувствовать себя в системе из нескольких элементов», — добавляет Артем Иванов.
По словам ученого, опубликованная работа — первый шаг в направлении использования облучения как метода формирования массива квантовых точек в матрице фторированного графена.
Любая технология требует отладки. На экспериментальных, небольших объемах, с которыми исследователи работают сейчас, образцы выглядят перспективно. Важно, что продемонстрирован метод, как надежно и сравнительно быстро получать мемристоры на основе фторированного графена со сформированными облучением квантовыми точками.
Исследование поддержано Российским научным фондом. Детали работы опубликованы в журнале Materials.
Научный сотрудник ИФП СО РАН кандидат наук Артём Иванов за работой на 2D принтере (фото В. Яковлева).
Российские ученые нашли способ создания сверхточных структур на алмазе — Газета.Ru
Российские ученые нашли способ создания сверхточных структур на алмазе — Газета.Ru | Новости
close
100%
Российские ученые предложили высокоточный способ наносить углубления на алмазы, управляя поляризацией света.
Об этом сообщает пресс-служба РНФ.
В современном мире алмазы используются не только как украшение или в качестве режущей кромки инструментов. На их основе изготавливают оптические или электронные компоненты, и для этого им необходимо придать определенную форму с высокой точностью, создать микроструктуру. Зачастую для этого используют метод лазерной абляции, при котором мощные импульсы поэтапно испаряют часть поверхности.
Специалисты Физического института имени П.Н. Лебедева РАН исследовали, как на этот процесс влияет направление поляризации света лазера. Поляризованным физики называют свет, электромагнитные волны которого колеблются в одной плоскости, параллельной лучу. В ходе экспериментов по абляции поляризацию лазера меняли — постепенно поворачивали ее плоскость — и смотрели, как это влияет на возникающее в алмазе углубления. Оказалось, что при одинаковой мощности в зависимости от поляризации радиус кратеров может варьироваться приблизительно от 0,5 до 1,4 микрометров, то есть кратеры могли отличаться по размеру почти в три раза.
«Наш способ очень простой и доступный — полуволновая пластинка есть в любой оптической лаборатории. Просто вращая ее, мы можем оптимизировать параметры обработки, а значит, контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза. Показанная здесь лазерная абляция, зависящая от поляризации, представляет собой новое физическое явление, имеющее значение для фотохимии, физики поверхности и материаловедения, также это простой метод нано- и микроразмерной обработки алмаза. Подход ускорит разработку алмазных устройств, таких как высокоскоростная электроника и хранилища данных с высокой плотностью», — поясняют ученые.
В ходе дальнейших опытов физики планируют создать на кристалле двух- и трехмерные структуры по этой технологии.
Ранее ученые нашли вероятное объяснение потемнению звезды Бетельгейзе в два раза.
Все новости на тему:
Цивилизация
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Алексей Потапов
Мелким шрифтом внизу договора
О том, как правильно страховать жизнь
Георгий Бовт
Около нуля
О ситуации, когда начальник – лучший доктор
Алена Солнцева
Пелевин и пустота
О стратегиях отсутствия, фильме Родиона Чепеля и загадке человека в черных очках
Дмитрий Воденников
Ребенок на улице
О том, как нас всех однажды потеряли
Марина Ярдаева
Гирлянда из пластиковых стаканчиков
О родительских амбициях и о том, нужен ли кому-нибудь свет ненастоящих звезд
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Наука страдает в вакууме войны
Newswise — ВАШИНГТОН, 20 мая 2022 г. — Война на Украине подвергает опасности и приводит к перемещению миллионов украинцев, в том числе многих физиков, астрономов и других ученых, что приводит к полному нарушению их жизни и наука.
Научный обозреватель журнала Physics Today Тони Федер описывает влияние войны на украинских и российских ученых в статье на обложке июньского номера: «В Украине послевоенная наука нуждается в восстановлении; в России его изоляция может продолжаться».
Эта проницательная и детальная статья ясно показывает, что легендарные научные учреждения и институты Украины будут нуждаться в восстановлении после восстановления мира. По другую сторону границы, закрыв себя от остального мира, Россия изолировала своих ученых, потенциально препятствуя научному сотрудничеству еще долгое время после окончания войны.
«Сначала я смотрел, как война влияет на науку и ученых по отношению к России, но нельзя исключать Украину. Это, конечно, настоящая жертва», — сказал Федер. «Вот почему [статья] действительно об обоих».
В статье обсуждаются текущие попытки других стран предоставить работу и убежище украинским и, в некоторых случаях, российским ученым. На данный момент таких вакансий гораздо больше, чем претендентов на их заполнение, поскольку многие украинцы не могут или не хотят покидать свою родную страну.
Беседуя с учеными в Украине и их коллегами по всему миру, Федер был поражен трудным балансом, с которым приходится сталкиваться исследователям между демонстрацией осуждения российского режима и поддержанием открытых линий связи.
Многие авторы не хотят, чтобы в их публикациях упоминалась российская принадлежность, а некоторые ученые считают, что любой российский ученый, получающий выгоду от финансирования, сотрудничества или публикации, должен выступить против войны.
«Во время холодной войны — несмотря на столкновения правительств — наука, культура и спорт были вещами, о которых можно было продолжать разговор, — сказал Федер. «Прямо сейчас, однако, многие люди чувствуют, что им нужно приостановить сотрудничество, потому что они говорят: «Это холодная война, это горячая война».
Однако открытое осуждение рискованно для ученых, все еще находящихся в режим, но уйти не может.
«[Эта война] действительно многое разрушит с точки зрения российско-западного научного сотрудничества, если его каким-то образом не подхватить и не направить на лучший путь», — сказал Федер. «Это еще один аспект войны, о котором вы не в первую очередь подумаете».
«В Украине послевоенная наука нуждается в восстановлении; в России его изоляция может продолжаться», появляется в июньском 2022 г.
, том 75, номер 6 журнала Physics Today, ведущего издания Американского института физики.
Мнения, выраженные в Physics Today и на его веб-сайте, принадлежат авторам и не обязательно принадлежат AIP или ее обществам-членам.
О ФИЗИКЕ СЕГОДНЯ
Physics Today, флагманское издание Американского института физики, является самым влиятельным и популярным журналом по физике в мире. См. https://physicstoday.scitation.org/journal/pto.
CERN Suspends Collaborations with Russia
Share on Facebook
Share on Twitter
Share on Reddit
Share on LinkedIn
Share via Email
Print
Вид на детектор компактного мюонного соленоида (CMS), один из основных экспериментов на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН. Фото: Massimo Dallaglio/Alamy Stock Photo
Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН) не будет вступать в новое сотрудничество с российскими научными учреждениями после просьбы украинских ученых прекратить партнерские отношения с российскими научными учреждениями в ответ на военное вторжение России своей страны.
ЦЕРН управляет крупнейшей лабораторией физики элементарных частиц в мире, включая знаменитый Большой адронный коллайдер, на котором в 2012 г. была обнаружена так называемая «частица Бога», бозон Хиггса. 7 ассоциированных государств-членов; Украина является одним из последних, тогда как Россия не является формальным членом организации.
Тем не менее, российские ученые составляют около 8% сотрудников ЦЕРН, около 1000 из 12 000 исследователей, по данным Science. Однако украинские ученые потребовали, чтобы ЦЕРН прекратил сотрудничество с российскими научными учреждениями в ответ на вторжение, начавшееся в конце февраля, и эту меру совет рассмотрел на заседании, состоявшемся во вторник (8 марта).
«23 государства-члена ЦЕРН самым решительным образом осуждают военное вторжение Российской Федерации на Украину и выражают сожаление в связи с гибелью людей и гуманитарными последствиями», — говорится в заявлении совета ЦЕРН, опубликованном после встречи. . «Глубоко тронутые широкомасштабными и трагическими последствиями агрессии, руководство и персонал ЦЕРН, а также научное сообщество в государствах-членах ЦЕРН работают над тем, чтобы внести свой вклад в гуманитарную деятельность в Украине и помочь украинскому сообществу в ЦЕРН.
».
В ответ на ситуацию совет согласился поддержать украинских сотрудников в области физики высоких энергий, приостановить статус «наблюдателя» России (у США такой же уровень членства) и не начинать новое сотрудничество с российскими институтами.
«Ситуация будет по-прежнему тщательно отслеживаться, и Совет готов принять любые дальнейшие меры, в случае необходимости, на своих будущих заседаниях», — говорится в заявлении. «Совет ЦЕРН также выражает свою поддержку многим членам российского научного сообщества ЦЕРН, которые отвергают это вторжение».
На сегодняшний день европейские и американские вооруженные силы не участвуют в конфликте, опасаясь, что эскалация может привести к применению ядерного оружия. Вместо этого международная оппозиция российскому вторжению сосредоточилась на экономических и политических санкциях.
«ЦЕРН, как ведущая научная лаборатория, должен немедленно прекратить любое сотрудничество с российскими учреждениями, потому что в противном случае каждое преступление и каждая несправедливость, совершенная их правительством и их вооруженными силами, будет рассматриваться как законная», — неназванный ученый из столицы Украины.