`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

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

 

Новый материал позволит создать универсальный лазер

Кристалл, легированный цезием, цирконием, фосфором и селеном, может складывать, вычитать и удваивать частоту лазерных лучей, что позволяет устройству с двумя лазерными источниками генерировать набор используемых в оптических коммуникациях длин волн.

«Современные лазеры в основном ограничены шестью частотами, а новый материал будет удваивать частоту в далекой видимой, ближней инфракрасной и инфракрасной областях спектра, - объясняет Меркури Канатзидис (Mercouri Kanatzidis) из Аргоннской национальной лаборатории. – Он не только удваивает частоты, но при использовании двух лазеров может их складывать и вычитать».

Исследователи полагают, что новая технология может быть использована в сенсорах для определения биологического и химического оружия.

Приведем некоторые детали открытия. После комбинации циркония, фосфора и селена, ученые обнаружили, что новый материал приобрел способность удваивать частоту, а при добавлении калия, рубидия или цезия – складывать и вычитать частоты. Наилучшие же характеристики показала смесь с цезием – CsZrPSe6.

Исследуя структуру нового материала, ученые обнаружили, что он естественно растет в форме длинных индивидуальных волокон, что делает его отличным кандидатом для выращивания оптических волокон. Возможно, полученный результат в недалеком будущем существенно изменит способы генерирования основных телекоммуникационных частот в оптических коммуникациях.

Новое состояние материи обнаружено в «транзисторе»

Могут ли неизвестные типы электронных кристаллов помочь электронике будущего?
Исследователи из Университета МакГилла (McGill University) открыли новое состояние материи – квазитрехмерный электронный кристалл – в материале, очень подобном тому, из которого изготовляют современные транзисторы. Это открытие может быть «с колес» привлечено к разработке новых электронных устройств. Сегодня количество транзисторов, которое втискивают в один компьютерный чип, удваивается приблизительно каждые два года. Но рано или поздно свое слово скажут физические ограничения, налагаемые квантовой физикой.

Это открытие и другие подобные попытки могут помочь электронной индустрии, использующей традиционную технологию изготовления, приблизиться к квантовым пределам примерно через десятилетие.

Работая с одним из самых чистых полупроводниковых материалов, исследователи открыли квазитрехмерный электронный кристалл в образце, охлажденном до сверхнизких температур, – в 100 раз ниже, чем межгалактическое пространство. Материал затем был помещен в самое мощное магнитное поле, которое можно создать на Земле.

Здесь нужно заметить, что двумерные электронные кристаллы были открыты в лабораторных условиях в 1990-х годах, а предсказаны еще в1934 г. знаменитым венгерским физиком Юджином Вигнером.

Представьте себе сандвич, в котором ветчиной служит слой электронов. В двумерном электронном кристалле электроны сдавлены между двумя материалами и могут двигаться только в плоскости.

Однако вплоть до случайного открытия д-ром Гийомом Жерве (Guillaume Gervais) в 2005 г. никто не предсказывал существования квазитрехмерных электронных кристаллов.

«Мы решили «пощипать» двумерный кристалл путем внесения его в очень сильное магнитное поле», - объяснил Гийом Жерве. В результате этого произошла удивительная трансформация двумерной электронной системы внутри полупроводникового материала в квазитрехмерную систему.

Получены новые данные о краевых эффектах при перемагничивании

По мнению исследователей из США и Великобритании, перемагничивание в определенных типах наноструктур сильно зависит от краев материала. Они показали, что дефект, вызванный процессом изготовления наноструктур, может изменить магнитные свойства краев, что в итоге воздействует на всю наноструктуру. Это результат является важным в области технологий записи и спинтроники, в которых перемагничивание должно быть управляемым и предсказуемым.

По мере того как технологии магнитной записи и спинтроники переходят на перпендикулярно намагниченные наноструктуры, краевые эффекты будут становиться все более заметными и в некоторых случаях полностью определять магнитные свойства финальных структур.

Джастин Шоу (Justin Show) с коллегами из Национального института стандартов и технологии (NIST) в Боулдере (штат Колорадо) получили свои результаты путем сравнения магнитных наноструктур из одного магнитного материала (многослойной структуры из кобальта/палладия), но изготовленных посредством двух разных процессов. Один включал вытравливание наноструктур из непрерывного слоя, тогда как другой – осаждение материала на заранее структурированный субстрат. Первый процесс вводил дефекты на краях, тогда как второй вызывал минимальные нарушения.

Сравнивая зависимость перемагничивания от размеров и температуры, исследователи обнаружили, что краевые дефекты изменяют механизм перемагничивания и свойства образца. Эти свойства краев будет трудно не учитывать по мере того как исследования сосредоточиваются на материалах с перпендикулярной намагниченностью, потому что современная литография позволяет получать все меньшие и меньшие наноструктуры.

Ультрафиолетовый лазер может строить структуры поатомно

Лазерная система, излучающая свет с длиной волны 326 нм, является идеальным инструментом для манипуляции группами из трех атомов, таких как индий, – к такому выводу пришли исследователи из Боннского Университета (Германия). Метод выглядит особенно многообещающим для поатомного построения наноструктур (Atomic Nanofabrication, ANF) – способа точной манипуляции и прямого осаждения атомов с использованием лазерного луча.

Ученые экспериментировали с охлажденным с помощью лазера пучком атомов индия. Их цель заключалась в создании трехмерного структурированного кристалла (In,Al)As с периодически модулированной концентрацией индия. Это позволило бы создавать полностью трехмерные наноструктуры с помощью ANF.

Хотя потенциальные возможности ANF известны, они опираются на наличие лазеров, излучающих свет в коротковолновом ультрафиолетовом диапазоне, с длиной волны, соответствующей переходам, обнаруженным в группе из трех атомов. В индии, например, переходы совершаются при длине волны 325,6 нм. Именно потому Цзя-Инь Ким (Jae-Ihn Kim) и его коллега Дитер Мешеде (Dieter Meschede) разработали основанный на оптоволокне источник света, который утраивает частоту, или втрое укорачивает длину волны -  с 977 до 326 нм.

Система начиналась с диодного лазера с внешним резонатором, излучающего свет с длиной волны 977 нм. Это излучение затем расщеплялось и подавалось на два независимых оптоволоконных усилителя, каждый из которых базировался на легированном иттербием оптоволокне с двойной оболочкой.

После усилителей, один луч света подавался во внешний резонатор, где его частота удваивалась (длина волны  - 488 нм). Второй луч с длиной волны 977 нм из второго усилителя и луч с удвоенной частотой (488 нм) затем соединялись в двойном объемном резонаторе, в результате чего за счет генерации суммарной частоты получался луч с длиной волны 326 нм.

По мнению Кима, в долгосрочной перспективе может быть сконструирован источник одиночных атомов индия, с помощью которого можно будет создавать структуры более точно – атом за атомом.

Светодиоды, покрытые наносферами, излучают белый свет

В типичном случае производители чипов получают белый свет, покрывая синие светоизлучающие диоды слоем фосфора или путем оптического смешения излучения красного, зеленого и синего цветов. RGB-подход является более эффективным в терминах светового выхода, но комбинирование цветов в правильных пропорциях может представлять определенные трудности. Наоборот, фосфорное покрытие сделать легче, но оно снижает световой выход благодаря энергетическим потерям, вызванными преобразованием, понижающим частоту (сдвигом Стокса).

Техника, разработанная Энтони Цоем (Anthony Choi) с коллегами из Университета Гонконга, очень напоминает улучшенный вариант метода покрытия фосфором. Она, правда, тоже не устраняет потерь при таком же стоксовом сдвиге частот, но обеспечивает излучение белого света высокой однородности, как показали испытания прототипов устройств.

Чтобы изготовить свои устройства, исследователи использовали покрытие, содержащее смесь зеленых и красно-оранжевых наносфер, нанесенное на микросветодиоды из нитрита галлия.

Светодиоды, покрытые наносферами, излучают белый свет

          Зеленые и красно-оранжевые наносферы

При этом был получен полихроматический белый свет. Частицы путем самосборки образовывали плотно упакованную гексагональную структуру, которая обеспечивала большую площадь поверхности для поглощения и флуоресценции, и, тем самым, эффективное спектральное преобразование.

Нанооптические линзы применимы для телекоммуникаций

Исследователи из США изготовили специальный тип решетки, который фокусирует инфракрасный свет на частотах, используемых в телекоммуникациях. Уникальные свойства спроектированных линз возникают благодаря двойной ступенчатой структуре, которая ведет себя подобно вогнутым линзам с отрицательным коэффициентом преломления.

Обычные линзы, которые фокусируются на удаленные объекты, всегда выпуклы, так как они делаются из традиционных материалов, таких как стекло, которые имеют положительный коэффициент преломления. Однако когда линза производятся из искусственных материалов с отрицательным коэффициентом преломления, она должна быть вогнута. Такие линзы теоретически должны обладать превосходными свойствами с лучшим качеством изображения благодаря низкой аберрации, лучшими светособирательными свойствами и сверхвысокой разрешающей способностью.

Сринивас Сридхар (Srinivas Sridhar) из Северо-Восточного Университета в Бостоне с коллегами
изготовили линзы на гетероструктурной платформе из фосфида индия при помощи комбинации электронно-лучевой литографии в нанометровой шкале и реактивного ионного травления. Исследователи говорят, что линза может быть сделана на структуре КМОП кремний-на –изоляторе, что позволяет легко интегрировать ее с существующей полупроводниковой технологией.

Нанооптические линзы применимы для телекоммуникаций

                         Плосковогнутая решетчатая линза

Линза может найти применение в оптических интегральных схемах, цифровых камерах и сенсорах, а также служить компонентом в оптических сетях .

Прогресс в технологии Ethernet продолжается

Недавно специальные группы IEEE приняли ряд решений, способствующих дальнейшему развитию технологии Ethernet.

Ethernet Alliance, в задачи которого входит активизация использования Ethernet, принял на своем промежуточном заседании в Сеуле, Корея, ряд обновлений. Так, Группа 802.3at создала предварительную версию 3.2 (Draft 3.2) спецификации для Power over Ethernet Plus, и Ethernet Alliance говорит, что Группа рассматривает возможность ратификации спецификации в качестве стандарта во второй половине 2009 г. По сравнению с предыдущей спецификация PoE Plus обещает повысить мощность питания, подаваемого по кабелям Ethernet.

А Группа 802.3av, работающая на 10G EPON, разработала Draft 2.1 своей первой спецификации и рассматривает 742 комментария. Группа также планирует ратифицировать во второй половине следующего года стандарт, который улучшает 1G EPON с помощью нового физического уровня 10G EPON.

В области технологии Energy-Efficient Ethernet Группа 802.3az одобрила создание Draft 1.0 для технического рассмотрения. Это первая существенная веха в разработке стандарта. Стандарт намерены принять в начале 2010 г.

Группа 802.3ba, которая работает над 40Gbps and 100Gbps Ethernet, одобрила создание Draft 1.0 спецификации, ратификация которого ожидается в середине 2010 г.

Наноконденсаторы увеличивают плотность памяти

Ферроэлектрические материалы являются многообещающей альтернативой магнитным и диэлектрическим материалам при изготовлении энергонезависимой памяти. Однако проблема в том, что ферроэлектрики легко разрушаются при использовании обычного литографического процесса. Решение может быть достигнуто при другом подходе, называемом трафаретное формирование.

Ву Ли (Woo Lee) из Института Макса Планка в Хале, Германия, вместе с коллегами из Кореи, использовали разработанный ими трафаретный метод для создания высокоплотного массива ферроэлектрических наноконденсаторов, который позволяет записывать данные с плотностью 176 Гб на кв. дюйм – рекордной для материала этого типа. В отличие от литографии техника не разрушает чувствительные ферроэлектрические структуры.

Ферроэлектрическими материалы называются потому, что они содержат постоянные электрические диполи, аналогично магнитным диполям в железе. Подобно северному и южному полюсам в магнитах, положительный и отрицательный полюсы постоянного электрического диполя могут меняться местами, но значительно быстрее. Таким образом материал может хранить данные подобно жестким дискам, но допускает их обработку со скоростью ОЗУ.

Процесс изготовления начинается с анодирования поверхности алюминиевых листов высокой чистоты для получения мембран пористого окисла алюминия в виде «теневой маски», в которой естественным образом формируются почти регулярные массивы наноотверстий. Затем исследователи с помощью центрифугирования покрыли верхнюю поверхность окисла алюминия пленкой полистирена. Полученный шаблон был помещен на покрытый платиной субстрат из окиси магния. Далее полистирен удалялся, и тонкая пленка титаната цирконата свинца и платины с помощью лазера осаждалась через отверстия трафарета. Когда последний удалялся, оставался массив островков конденсаторов из структур металл-ферроэлектрик-металл, имеющих размеры около 40 нм. Так как расстояния между островками достигало значения менее 60 нм, то, следовательно, плотность конденсаторов составляла более чем 1011 штук на кв. дюйм.

Конденсаторы допускают индивидуальную адресацию, и массив может быть использован для создания чипов ферроэлектрической RAM для таких приложений, как МР3-плееры, камеры мобильных телефонов и ноутбуки.

IEEE готов запустить гигабитный проект Wi-Fi

Рабочая группа IEEE, которая находится на завершающей стадии подготовки беспроводного стандарта 100 Мб/с 802.11n, готова начать разработку стандарта 1 Гб/с WLAN. По сути это будет гигабитный Wi-Fi.

В прошлом году была образована Very High Throughput (VHT) Study Group с целью изучить, какие изменения необходимо сделать в стандарте 802.11 WLAN, чтобы обеспечить пропускную способность 1 Гб/с. Рассматриваются две полосы частот: 60 ГГц для коротких расстояний и ниже 6 ГГц для расстояний, которые сегодня обеспечивают стандарты 802.11a и 11n.

«Основная идея заключается в том, чтобы максимальный обязательный режим одного канала был, по крайней мере, 500 Мб/с. Ну а далее, необходимо добиться, чтобы устройство было способно поддерживать несколько каналов, группируя их для получения пропускной способности более 1 Гб/с», - говорит Тушар Мурти (Tushar Moorti) из WLAN Business Unit компании Broadcom.

Полоса частот 60 ГГц имеет много свободных поднесущих, и она нравится разработчикам, поскольку хорошо подходит для достижения высоких скоростей передачи данных в одном канале. Но вследствие высокой частоты сигнал плохо проходит сквозь стены и другие препятствия, так что приложения будут работать на очень коротких расстояниях, к примеру, в пределах одной или двух комнат в офисе или квартире.

Полоса ниже 6 ГГц довольно нагружена, так что ее поклонники рассматриваю целый набор методов для повышения пропускной способности - от улучшенной цифровой обработки до более зрелых антенных технологий.

Одна из рассматриваемых технологий – параллельная передача данных между точками доступа и связанными с ними клиентами. Современные точки доступа разделяют ограниченную полосу пропускания и работают со связанными клиентами в последовательном режиме. Без параллельной передачи даже высокоскоростная точка доступа, поддерживающая 500 Мб/с, все еще буде ограничена последовательным режимом передачи. Но если использовать параллельный режим, то каждый клиент может получить полных 500 Мб/с.

Графен ведет себя подобно памяти на фазовых переходах

Результат, который не предсказывался ни теорией, ни экспериментом, удалось получить исследователям из Германии. Оказывается, что графен – «полуметалл» с нулевой запретной зоной может переключаться между состояниями проводника и изолятора. Такое свойство открывает возможности для новых потенциальных приложений.

Графеновый переключатель, сконструированный Тимом Эхтермейером (Tim Echtermeyer) и Максом Лемме (Max Lemme) с коллегами из АМО GmbH, г. Аахен, не очень сильно отличается по дизайну от кремниевых полевых транзисторов (MOSFET). Исследователи осадили графен, полученный отслаиванием слоев графита, на кремниевую подложку, покрытую двуокисью кремния. Затем они добавили электроды истока и стока. Далее ученые покрыли графен изолирующим слоем затвора из окиси кремния и верхним электродом затвора. «Мы полагали, что подача высокого напряжения на верхушку затвора вызовет реакцию водоподобных изотопов в окисле затвора с графеном под изолирующим слоем затвора из окиси кремния», - объяснил Эхтермейер.

При нормальных условиях π-электроны углерода в графене делокализованы, что обуславливает отличную его проводимость. Согласно исследователям, при переключении устройства водоподобные изотопы хемосорбируются графеном. Это приводит к тому, что π-электроны локализуются, что разрушает проводимость. Подходящее напряжение или нагревание графена импульсами тока приводит к десорбции изотопов и восстанавливает проводимость.

Новый «резистивный» углеродный коммутатор может найти применение в энергонезависимой памяти и может быть уподоблен памяти на фазовых переходах.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT