`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонід Бараш

Решена загадка отрицательного дифференциального сопротивления

+33
голоса

Легендарная история отрицательного дифференциального сопротивления (NDR), которая включает более полувека исследований, Нобелевскую премию и многочисленные попытки практического применения, читается как научный детективный роман, как загадка, которую физикам из Университета Альберта, наконец, удалось разгадать.

Что это значит? Это дает возможность объединить знания с существующими технологиями для создания более быстрых, дешевых и компактных электронных устройств – благом для продолжающегося бума цифровой эры.

NDR – странный эффект. Мы можем вообразить это, думая о воде, которая проталкивается через шланг. Чем больше давление, тем быстрее поток. Электроны в проводнике ведут себя аналогично, за исключением того, что вместо давления прикладывается напряжение. В случае с водой повышение давления приводит к увеличению потока, но с электричеством в особых случаях иногда происходит обратный и интуитивно непонятный эффект, когда поток электронов замедляется: это отрицательное дифференциальное сопротивление.

Первая попытка практического применения NDR – диод Эсаки, названного в честь японского физика-изобретателя Лео Эсаки (Leo Esaki), был получен в 1950-х годах с большим волнением, некоторые даже провозгласили его более важным, чем транзистор. Работа была удостоена Нобелевской премии. Вскоре после того, как стало ясно, что массовое производство будет слишком сложным, объявленное устройство было отнесено к нишевым приложениям.

Репликация эффекта NDR способом, который может быть широко развернут, оставалась заманчивой целью. Были найдены альтернативы диоду Эсаки, но они также были трудны для массового производства. Появление сканирующих туннельных микроскопов в 80-х годах и доступ, который они обеспечивают к свойствам на наномасштабной шкале, привело к появлению интереса к сигнатурам NDR от структурных неоднородностей атомного масштаба в кремнии. Волнение вновь возродилось, но адекватное понимание и технологичность оставались неуловимыми.

Теперь команда физиков во главе с Робертом Волковым из Университета Альберта нашла точную атомную структуру, которая порождает NDR. Более того, учитывая конкретные правила, которые квантовая механика накладывает на поток электронов через один атом, коллеге Волкова, физику-теоретику Джозефу Масейко удалось объяснить казавшееся вначале озадачивающим уменьшение тока с увеличением напряжения. Эти результаты указывают путь к практичным и рентабельным приложениям в повседневной электронике, такой как телефоны и компьютеры.
«Оказывается, если вы можете легко увидеть, как аккуратно и дешево инкорпорировать этот эффект NDR в существующие электронные транзисторы, вы можете сделать меньшие, более быстрые и дешевые устройства, - говорит д-р Волков. - Значение гибридного транзистора/цепи NDR известно уже несколько десятилетий, но никто не смог сделать их эффективно или достаточно дешево, чтобы это стало привлекательным. На протяжении многих лет люди публикуют статьи о вариантах одного и того же эффекта масштаба атома. К сожалению, загадка его структуры и свойств так и не была решена. Но теперь мы точно знаем, почему это происходит, мы точно знаем, какие составляющие должны быть для того, чтобы эффект был управляемым. Мы определили точную структуру атома, которая порождает NDR, и, к счастью, это легко сделать. Кроме того, мы, наконец, выяснили механизм игры, или я должен сказать работы».

Д-р Волков объясняет, что теперь есть реальная возможность объединить это явление NDR с повседневной электроникой практичным и доступным способом, который потенциально может стоить миллиарды для технологической индустрии.

Решена загадка отрицательного дифференциального сопротивления

Д-р Роберт Волков в лаборатории

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT