`

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

 

Наноструктуры поглощают свет со всех направлений

Материалы, эффективно поглощающие свет, необходимы для многих приложений, таких как оптические взаимосвязи, светоизлучающие источники и экраны для микрооптических устройств. В частности, требуются материалы, поглощающие свет со всех направлений, которые были бы простыми в изготовлении.

Недавно исследователи из Испании продемонстрировали всенаправленное поглощение света наноструктурными металлическими поверхностями, которые содержат локализованные оптические возбуждения, известные как плазмоны. Эффект наблюдается во всем диапазоне углов падения и может настраиваться от видимого диапазона до ближней инфракрасной части спектра. Такая поверхность может найти применение для изготовления солнечных элементов.

Из металла можно изготовить отличное зеркало в макроскопической шкале, однако он плохо отражает, когда размеры зеркал становятся сравнимыми с длиной волны падающего света. Примером может служить «черное серебро».

Начиная с 1970-х, исследователи демонстрировали, что поверхностные возбуждения в оптическом, инфракрасном и микроволновом спектре могут полностью поглощать свет, используя линейную решетку. Проблема, однако, в том, что поглощение в решетках основывается на делокализованных поверхностных возбуждениях, которые очень чувствительны к углу падения света. Этот фактор ограничивает применение подобных устройств в фотогальванических ячейках.

Испанские исследователи из Института оптики в Мадриде совместно с коллегами из Великобритании и Франции показали, что всенаправленное поглощение света возможно на непрозрачных поверхностях, на которых специальным методом локализованы плазмонные резонансы.

Правда, проблемы остаются, поскольку эффект наблюдается только для специфических длин волн.

Ослепшие прозреют раньше второго пришествия

Такие болезни глаза, как пигментная дегенерация сетчатки и возрастная макулярная дегенерация приводят к слепоте, однако нервные связи с мозгом все еще сохраняются. Именно для таких пациентов предназначен новый чип сетчатки глаза Argus II Retinal Prosthesis System, разработанный в Калифорнийском Университете (Санта-Круз) и переданный для клинических испытаний.

Чип имплантируется внутрь глаза поверх старой сетчатки. Искусственная сетчатка содержит массив электродов, которые стимулируют зрительные нервные клетки, посылающие образы в зрительные центры мозга. Гибкость мозга по обработке зрительных образов позволяет ему адаптироваться к искусственно генерируемым сигналам.

Искусственная сетчатка соединяется тонкими проводниками с круговой антенной, смонтированной вокруг зрачка. Видеокамера монтируется на очках и передает изображение посредством радиосигналов на носимое на поясе устройство с микропроцессором, которое обрабатывает видеосигналы и передает результаты антенне. Последняя, в свою очередь, посылает сигналы на имплантированный массив электродов, стимулирующих зрительные нервы.

Массив электродов, изготовленный по 1,2-микронному КМОП-процессу, имеет размеры 5,5 х 5,25 мм и потребляет 42 мВт. С его помощью достигается 4-битное разрешение для каждого из 60 имплантированных электродов. Данные и питание передаются посредством беспроводных технологий.

Планируется, что третье поколение искусственной сетчатки – Argus III будет содержать 200 электродов.

Начата разработка версии InfiniBand 20 Гб/с

Заинтересованные организации достигли согласия начать работу над новой версией стандарта технологии InfiniBand с пропускной способностью 20 Гб/с, которая может быть реализована в коммерческих продуктах в течение трех лет. Так называемое 8-кратное увеличение скорости передачи данных сможет обеспечить пропускную способность 240 Гб/с по стандартному 12-дорожечному соединению.

Модернизация InfiniBand приходится на время, когда разработчики Ethernet готовятся к прыжку от 10 до 100 Гб/с.

В этом году основной поставщик чипов InfiniBand компания Mellanox Technologies начала отгрузку коммутаторов с четырехкратной скоростью – 10 Гб/с. Они могут поддерживать максимальную пропускную способность до 120 Гб/с через 12-дорожечное соединение.

Разработчики InfiniBand удваивали скорость передачи данных в каждой последующей генерации. Инженеры полагают, что скорость 20 Гб/с будет хорошо сочетаться с находящимся сегодня на стадии разработки стандартом PCI Express v. 3.0.

По мнению специалистов, InfiniBand удержит свои позиции как самая быстрая технология межсоединений, но все идет к тому, что доля Ethernet как транспорта будет возрастать в центрах обработки данных.

InfiniBand получил распространение как основное межсоединение в кластерах. Однако с ростом популярности технологий Fibre Channel over Ethernet и InfiniBand over Ethernet становится ясным, что чаша весов склонится в пользу Ethernet в качестве доминирующей технологии межсоединений.

На горизонте – память на базе С60

Новый тип энергонезависимой памяти, в которой одна молекула С60 встраивается в ячейку флэш-памяти, предложен исследователями из Корнельского Университета, США. Молекулы с хорошо определенными энергетическими уровнями встраиваются в кварц, образуя туннельный барьер между плавающим затвором и кремниевым каналом. Такая память допускает количество записей/стираний на порядок большее, чем память на металлических нанокристаллах, что делает ее претендентом для изготовления устройств хранения следующего поколения.

Ранее память на металлических нанокристаллах провозглашалась как лучший кандидат для чипов следующего поколения. Однако время хранения данных в памяти такого типа, которое должно быть более 10 лет, все еще на порядок меньше требуемого. Одно из решений этой проблемы – создание более эффективных туннельных барьеров, или резонансных туннельных барьеров, которые состоят из слоя кремниевых нанокристаллов, заключенных между двумя слоями кварца. К сожалению, это трудно достижимо.

Ученые из Корнельского Университета показали реальный способ преодолеть эту проблему с помощью самособирающихся молекул С60 вместо кремниевых нанокристаллов.

Ультрабыстрый лазер займется поиском планет

Национальный институт стандартов и технологии (США) совместно с Университетом Констанцы (Германия) представили новый ультрабыстрый лазер с ультракороткими импульсами, сконфигурированный как частотная гребенка с редкими зубьями, который в 100 раз улучшает возможности по поиску землеподобных планет.

Поиск землеподобных планет требует сверхточной техники для измерения частот света, которое новый лазер осуществляет посредством широко расположенных «зубьев» с частотным расстоянием 20 ГГц.

Прибор, созданный под руководством Альбрехта Бартелса (Albrecht Bartels) из Центра прикладной фотоники при Университете Констанцы, устанавливает мировой рекорд по сочетанию скорости, длительности импульса и энергии излучения. Размером с десятицентовую монету, лазер излучает 10 млрд импульсов в секунду, каждый длительностью 40 фс (10-15 с) со средней энергией 650 мВт.

При поиске планет он может обнаружить слабые изменения цвета далеких звезд, вызванные малыми изменениями траекторий планет, что производит небольшие сдвиги в их частотном спектре. Измеряя эти частоты с помощью сверхточного гребенчатого фильтра, усиленного лазером, можно определить эти сдвиги с большой точностью.

Большинство гребенчатых фильтров имеют зубцы, которые расположены слишком близко друг от друга, чтобы быть пригодными для астрономических исследований. Новый лазер решает эту проблему с помощью изобретения астронома Стива Остермана (Steve Osterman) из Университета Колорадо. Заставив свет отражаться от набора зеркал, удалось удалить повторяющиеся блоки, вызванные близким расположением зубьев, и создать редкозубую гребенку, в которой оставлены только каждый 10-й или 20-й зубцы, что сделало ее идеальным инструментом для астрономии.

Предложен метод получения окисла графена для прозрачной электроники

Во всем мире активно проводятся исследования в области углеродных наноструктур. Американскими учеными разработан новый и простой метод контролируемого осаждения окисла графена на различные субстраты при комнатной температуре. Получающиеся ультратонкие пленки большой площади являются прозрачными и их электрические свойства могут регулироваться от полупроводников до металла посредством изменения толщины.

Техника базируется на методе вакуумной фильтрации, при котором суспензия, содержащая однослойные хлопья окисла графена в воде, фильтруется через бумажный фильтр с порами 25 нм. По мере того как вода фильтруется сквозь поры, хлопья микронного размера захватываются. Процесс фильтрации продолжается до тех пор, пока не забьются все поры.

Этим методом можно получить на мембране фильтра однородный лист графена толщиной 1—5 нм. Большее количество слоев может быть получено повторением фильтрации.

Затем пленка переносится на подходящую поверхность, такую как кварц на кремниевом стекле или пластик. Это делается посредством помещения мембраны  пленкой вниз на субстрат и растворения бумажного фильтра с помощью ацетона.

Пленка может быть использована для производства, к примеру, органических солнечных элементов или транзисторов. Хотя такие устройства пока еще имеют низкую производительность, но сама концепция подтверждена и является перспективной, особенно в области создания гибких прозрачных проводников.

Глобальные оптические сети меняют топологию

Были времена, когда драги, рвущие проложенные по дну моря оптические кабели, или землетрясения, выталкивающие коннекторы из разъемов, приводили к отказу всей сети. Сейчас все изменяется. Операторы все чаще переходят на ячеистую топологию для передачи данных и голоса между узлами, что обеспечивает автоматическую реконфигурацию сети для обхода отказавших или перегруженных компонентов инфраструктуры.

Из-за шумихи вокруг беспроводных ячеистых сетей можно подумать, что топология оптических по-прежнему остается кольцевой или типа точка—точка, но это далеко от правды. Во всем мире оптические сети движутся к ячеистой топологии. Специалисты полагают, что именно такими должны быть оптические сети будущего.

В ячеистой топологии для оптических сетей используются те же самые приемы, что и для беспроводных специальных (ad hoc) сетей, чтобы обеспечить связность, включая возможность произвольно добавлять новые узлы с автоматическим перераспределением нагрузки с целью большей утилизации новых маршрутов. Однако, поскольку в оптических сетях отсутствует такое явление, как мобильность, они более живучи, чем беспроводные.

Ожидается, что ячеистая топология будет охватывать сети всех масштабов, а не только глобальные.

Создан терагерцевый лазер, работающий при комнатной температуре

Группа инженеров и прикладных физиков из Гарвардского университета под руководством Федерико Капассо (Federico Capasso) продемонстрировала первый работающий при комнатной температуре терагерцевый полупроводниковый лазер с электрической накачкой. Это достижение, базирующееся на коммерчески доступных нанотехнологиях, возможно, станет стандартом для изготовления терагерцевых лазеров для использования службами безопасности и для химического считывания.

Задача создания лазеров в терагерцевом диапазоне частот с длинами волн от 30 до 300 Å, пригодных для практического применения, стоит уже давно. В частности, основной проблемой было изготовление терагерцевого полупроводникового лазера с электрической накачкой и термоэлектрическим охлаждением, работающего при комнатных температурах. Ранее подобные устройства требовали для охлаждения криогенных систем, что существенно ограничивало их повседневное применение.

Продемонстрированное устройство имеет мощность несколько сотен нановатт при комнатной температуре и микроватты при температурах, легко достижимых с коммерчески доступными термоэлектрическими системами охлаждения.

Для достижения успешных результатов и преодоления температурных ограничений исследователи сконструировали квантовый каскадный лазер в среднем ИК-диапазоне, который одновременно излучает свет на двух частотах. Терагерцевое излучение с частотой 5 ТГц получалось с помощью генерации разностной частоты внутри лазера при комнатной температуре.

Отметим, что квантовые каскадные лазеры, излучающие в среднем ИК-диапазоне, были изобретены и продемонстрированы Федерико Капассо и его командой в Bell Labs еще в 1994 г.

Светограмма со скоростью передачи данных 100 Мб/с

Исследователи из Siemens Corporate Research добились успеха в передаче данных со скоростью 100 Мб/с с использованием видимого света. Технология может найти применение в качестве дополнительной к современным беспроводным радиосетям.

В качестве передатчика служил белый светодиод со схемой цифровой модуляции, а приемником - фотодетектор. Передача осуществлялась на дистанцию 1 м в лабораторных условиях. Технические детали фотодиода, фотодетектора и модулятора компания не предоставила.

Поскольку для передачи данных необходима прямая видимость, то такая технология не может служить заменой существующим беспроводным радиотехнологиям, но может быть хорошим дополнением для домашних беспроводных сетей. Для достижения взаимной видимости двухстандартные приемопередатчики могут монтироваться, к примеру, в потолочную люстру.

Жидкий «пленочный двигатель»

Иранские физики открыли любопытное явление – вращение пленки жидкости под действием приложенного к ней напряжения и внешнего электрического поля, значения которых превышают некоторый порог. Эксперимент, схема которого приведена на рисунке, заключался в следующем.

В специально вырезанное прямоугольное отверстие помещается пленка воды, в которой растворено небольшое количество глицерина и поверхностно-активного вещества. Это делается для того, чтобы получить устойчивую и тонкую (вплоть до нанометров) пленку. На медные электроды, расположенные по бокам системы, подается напряжение V. Пленка помещается между пластинами конденсатора (на рисунке отсутствует) и таким образом находится в электрическом поле напряженностью Е.

Если прикладываемые V и Е превышают некоторые пороговые значения Vth и Еth, пленка начинает вращаться. Скорость и направления вращения пленки можно изменять, увеличивая или уменьшая значения V и Е, но не выходя за пороговые.

Жидкий «пленочный двигатель»

Было также установлено, что угловая скорость вращения пленки пропорциональна векторному произведению плотности тока j и напряженности электрического поля E .

Естественно возникает вопрос о механизме вращения жидкости – ведь пленка не содержит магнитных примесей. Авторы полагают, что он обусловлен дипольным характером строения молекулы воды. Эксперименты с другими полярными жидкостями (анилин, хлорбензол и др.) также показывают вращение пленки, тогда как у жидкостей с неполярными молекулами этот эффект отсутствует.

Тем не менее убедительной теоретической модели, способной объяснить это явление, у авторов пока нет.

 
 
IDC
Реклама

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