`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

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

 

Леонид Бараш

Spin-sonics: акустическая волна заставляет электроны вращаться

+11
голос

Группа немецких и американских исследователей из Аугсбурга, Мюнстера, Эдмонтона, Западного Лафайета и Мюнхена обнаружила катящееся движение наноакустической волны, предсказанное известным физиком и лауреатом Нобелевской премии лордом Рэлеем в 1885 году. Исследователи используют нанопроволоку, внутри которой электроны вынуждены двигаться по круговым траекториям посредством вращения акустической волной. Это явление может найти применение в акустических квантовых технологиях или в так называемых фононных компонентах, которые используются для управления распространением акустических волн.

Акустические волны широко используются в современной нанофизике, поскольку они могут влиять как на электронные, так и на фотонные системы. Например, мельчайшие микроакустические чипы в компьютерах, смартфонах или планшетах обеспечивают электронную обработку принимаемых беспроводных сигналов. Однако, несмотря на широкое применение наноакустических волн, фундаментальное свойство вращения наноакустической волны до сих пор не было обнаружено.

«Со времени новаторской работы лорда Рэлея стало известно, что существуют акустические волны, которые распространяются по поверхности твердых тел и демонстрируют очень характерное эллиптическое качение, - объясняет доктор Хуберт Креннер (Hubert Krenner), профессор физики, возглавлявший исследование в университете г. Аугсбурга и недавно переехавший в Мюнстерский университет. - В случае наноакустических волн нам теперь удалось непосредственно наблюдать это поперечное вращение, которое мы, физики, называем это движение».

В своем исследовании ученые использовали очень тонкую нанопроволоку, которую поместили на пьезоэлектрический материал - ниобат лития. Этот материал деформируется под действием электрического тока, и с помощью небольших металлических электродов на материале может создаваться акустическая волна. На поверхности материала акустическая волна генерирует эллиптически вращающееся электрическое поле. Это, в свою очередь, заставляет электроны в нанопроволоке двигаться по круговой траектории. Профессор Зубин Джейкоб (Zubin Jacob) из Университета Пердью очень доволен результатом. «До сих пор мы знали об этом явлении для света, - говорит он, - теперь нам удалось продемонстрировать, что это универсальный эффект, который также проявляется в других типах волн, таких как звуковые волны, на технологически важной платформе - ниобате лития».

Представленные результаты исследований являются важной вехой, поскольку впервые наблюдаемое поперечное вращение можно использовать специально для управления наносистемами или передачи информации. Как объясняет Максимилиан Зоннер (Maximilian Sonner), аспирант Института физики в Аугсбурге, «мы наблюдаем движение электронов в нанопроволоках, которые были созданы в Техническом университете Мюнхена, с помощью света, излучаемого электронами».

Исследователи убеждены, что универсальный принцип спиновой физики, лежащий в основе этого явления, приведет к важным технологическим достижениям. «Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, - это всего лишь первый шаг, но решающий», - говорит Хуберт Креннер. В настоящее время исследователи прилагают все усилия, чтобы связать поперечный спин акустических волн со вращением других волн. «Что нам нужно сделать дальше, - говорит Зубин Джейкоб, - это использовать это поперечное акустическое вращение специально для того, чтобы управлять оптическими квантовыми системами или, например, вращением света».

Spin-sonics акустическая волна заставляет электроны вращаться

Представление вращения наноакустической волны. Она распространяется в нанопроволоке, лежащей на пьезоэлектрическом материале. Маленькие стрелки символизируют направление и силу вращающегося электрического поля. Большие стрелки вверху показывают направление распространения и поперечное вращение звуковой волны. Цветовая кодировка в нанопроволоке или кристалле указывает пьезоэлектрический потенциал (синий: минимум, красный: максимум)

Захист від кібератак у новому віртуальному світі

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 

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