| +22 голоса |
|
Хорошо известно, что три основных фазовых состояния воды — лед, жидкость и пар — могут стабильно сосуществовать только при одном значении температуры и давления, называемом тройная точка. Аналогично, твердые материалы могут иметь многочисленные фазы, но весьма сложно подобрать температуру и давление, при которых три твердые фазы одновременно сохраняли бы стабильность.
В Университете Вашингтона (UW) физикам удалось впервые точно определить параметры тройной точки в твердом диоксиде ванадия. Этот материал обладает свойством быстро, всего за одну десятитриллионную (10-13) долю секунды, переключаться из диэлектрика в проводник, полезным для всевозможных коммуникационных и компьютерных приложений.
«Эти твердотельные тройные точки дьявольски трудно изучать, главным образом, потому что различные формы твердых фаз сложно согласуются на границах разделов, — говорит Дэвид Кобден (David Cobden), профессор физики UW и ведущий автор статьи, опубликованной в Nature. — Теоретически, в твердом теле скрывается множество тройных точек, но их крайне редко исследуют».
Способность двуокиси ванадия перераспределять электроны и превращаться из изолятора в проводник была открыта в 1959 г. в Bell Laboratories. Спустя еще двадцать лет выяснилось, что в состоянии диэлектрика этот материал слагается из двух близких фаз.
Новая работа продемонстрировала, что две изолирующие и одна проводящая фазы твердого диоксида ванадия могут устойчиво сосуществовать при температуре 65 °С с погрешностью в пределах 1/10 градуса.
Для того чтобы найти эту тройную точку, Кобден с коллегами растягивал нанопровода из диоксида ванадия под микроскопом. Было сконструировано особое приспособление, позволявшее деформировать миниатюрные провода не разрушая их.
Как оказалось, при достижении тройной точки напряжение (силы сжатия или растяжения) в материале исчезало. Исследователям потребовалось несколько лет, чтобы связать это явление с тройной точкой и еще пару лет — для организации эксперимента по ее точному измерению.
Как указывается в статье, достигнутый результат является маленьким, но значительным шагом в понимании перехода изолятор-проводник в диоксиде ванадия. В будущем он может привести к созданию новых типов электрических и оптических коммутаторов, а также к прорыву в исследованиях других материалов.
Данная работа осуществлялась при поддержке Министерства энергетики США.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| +22 голоса |
|
