i
ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ
I
Химические свойства веществ можно “переключать”?
Ученые из Иллинойсского университета разработали светочувстви-
тельный самоорганизующийся молекулярный монослой, который позво-
ляет управлять взаимодействием частиц вещества. Покрытые моносло-
ем частицы изменяют свой поверхностный заряд и химический состав под
воздействием ультрафиолета.
Исследования проводились профессорами Джеффри Муром (Jeffrey
Moore) и Дженнифер Левис (Jennifer Lewis). “Монослой организуется та-
ким образом, что свет инициирует распад соответствующей химической
связи, тем самым выявляя интересующую нас функциональную группу", -
объясняет проф. Левис, из Бекмановского института.
Впервые новый метод был проверен учеными в ходе экспериментов
2005 года, когда поверхностный заряд и, следовательно, электростати-
ческое притяжение между фоточувствительными кремниевыми микросфе-
рами изменялись под воздействием ультрафиолета.
В марте 2006 года исследователи представили результаты изучения пе-
рехода “гель-жидкость" в бинарных смесях, компоненты которых были изна-
чально противоположно заряжены. Под воздействием ультрафиолета все
частицы становились отрицательными и система преобразовывалась в кол-
лоидальную жидкость, которая, оседая, образовывала плотный осадок.
По словам проф. Мура, такие светочувствительные системы дадут
возможность в будущем создавать коллоидальные структуры в различ-
ных материалах. Открытие может найти применение во многих областях
- в том числе, и в фармакологии.
В настоящее время группа проф. Мура разрабатывает многократные
переключатели, чувствительные к длине световой волны. С их помощью
при облучении светочувствительного материала светом с различными дли-
нами волн можно будет производить последовательные изменения в струк-
туре вещества.
Разработаны волноводы, “сжимающие” свет
Физики из Дании и Франции разработали новый класс волноводов, в
которых свет “сжимается" ниже дифракционного предела и может прак-
тически без потерь проходить по каналам в микросхемах.
Основой мировой системы связи является сеть из оптических воло-
кон, передающих информацию в форме световых импульсов. По этим во-
локнам может передаваться большой объем данных, но проблемы возни-
кают в различных “распределительных коробках", в которых световые им-
пульсы преобразуются в электрические сигналы. Именно поэтому теле-
коммуникационная промышленность чрезвычайно заинтересована в раз-
работке микрофотонных цепей - в таких цепях световые импульсы могут
обрабатываться непосредственно, что позволяет повысить скорость пе-
редачи данных.
В обычных волноводах из-за дифракции через отверстия, имеющие
диаметр меньше длины волны, может проходить лишь незначительная
часть света, а после прохождения свет распространяется по всем направ-
лениям. Это приводит к тому, что в телекоммуникационных устройствах
свет, имеющий обычно длину волны 1,5 мк, не может проходить по узким
каналам современных кремневых микросхем.
Проблему можно преодолеть, используя механизм возбуждения кол-
лективного волнообразного движения множества электронов на поверх-
ности металлов с помощью световых волн. В отличие от самих световых
волн, на такие поверхностные плазмоны не действует ограничение диф-
ракционного предела для света. В университете Альборга физики из Да-
нии и Франции под руководством доктора Сергея Божевольного (Sergey
Bozhevolnyi) провели серию экспериментов и показали, что “поверхност-
ные плазмоны” могут использоваться для передачи света по каналам,
гораздо более узким, чем заданная длина световой волны, сообщает
PhysicsWeb.
В экспериментах ученые под руководством д-ра Божевольного ис-
пользовали новый тип поверхностных плазмонов - так называемые плаз-
мон-попяритоны. Это электромагнитные волны, формирующиеся в пере-
ходной зоне между металлом и диэлектриком - например, воздухом. Ис-
следователи показали, что такие плазмоны могут без значительных по-
терь передавать свет со сверхкороткими длинами волн по дну V-образ-
ных каналов в пленке золота, поскольку поверхностные плазмоны кон-
центрируют свет в объеме, меньшем длины волны.
Исследователи отмечают, что поверхностные плазмоны могут исполь-
зоваться во многих практических приложениях - например, при выполне-
нии сверхкомпактных внутренних соединений, в интерферометрах и в вол-
новодно-дисковых резонаторах.
...от http://
w w w m
m
m
.
ги/
Создана первая ИС на наиотрубко
http://w ww .c-new s.ru/new s/top/index.shtm l72006/03/26/198606
Американским ученым удалось впервые в мире создать полно-
функциональную интегральную микросхему на основе углеродной на-
нотрубки, способную работать на терагерцевых частотах.
Электрические характеристики углеродных нанотрубок сделали
их идеальными кандидатами для использования в микро- и наноэлек-
тронике. Благодаря действию механизма “баллистического электрон-
ного транспорта” нанотрубки проводят электрический ток с наимень-
шим сопротивлением. Поэтому они характеризуются электропровод-
ностью в 1000 раз большей, чем у меди. Более того, нанотрубки мо-
гут выступать как в роли проводников, так и в роли полупроводников.
Год назад компания Infineon смогла создать работоспособный оди-
ночный нанотранзистор с длиной проводящего канала всего 18 нано-
метров. После этого открытия казалось, что такие нанотранзисторы
- отличная база для наноэлектронной логики. Но, как доказали уче-
ные из IBM и других научных центров, длинные нанотрубки могут вы-
ступать “стержнем” целой интегральной схемы и нести на себе не-
сколько транзисторов сразу. Им удалось создать интегральную схему
(ИС), полностью выполненную на одной однослойной углеродной на-
нотрубке. Это первый случай создания компьютерного чипа на осно-
ве одиночных молекул.
“Самым нашим существенным достижением является то, что мы
смогли использовать современные принципы построения архитектуры
чипов, используя в качестве элементов не транзисторы, а нанотрубки
и молекулы, - говорит Йорг Аппензеллер (Joerg, Appenzeller) из IBM, -
наша ИС построена по типу обычной CM OS-архитектуры, одно из дос-
тоинств которой - низкое энергопотребление. Как показала практика
исследования цепей из нанотрубок, один из их недостатков - доста-
точно высокое рабочее напряжение, а CM OS-архитектура позволяет
его значительно уменьшить, что делает чип намного экономичнее".
Процесс “компактизации" ИС происходит уже 50 лет. Очевидно,
что развитие наноэлектроники будет сваязано с сопоставимой по мас-
штабу оптимизацией, аналогичной уменьшению микроэлектронной
компонентной базы в 60-е годы минувшего столетия. Возможно, что
на основе интегрированных наноэлектронных чипов возникнет совер-
шенно новая элементная база, которая будет отличаться высокой ком-
пактностью, низким энергопотреблением и невиданным ранее быст-
родействием.
Как сообщает NanoTechWeb, интегральная схема состоит из пяти
инверторов, сделанных на основе полевых р- и п-транзисторов. Сам
чип представляет собой 5-ступенчатый кольцевой осциллятор на од-
ной длинной нанотрубке длиной 18 мкм. В чипе также присутствует
дополнительный логический контур, измеряющий быстродействие ос-
циллятора. Затвор р-транзисторов сделан из палладия, а транзисто-
ров п-типа - из алюминия.
Частота чипа в шесть раз больше, чем у таких же устройств, со-
бранных на отдельных нанотрубках и связанных между собой. Такой
компактный дизайн осциллятора дает возможность значительно умень-
шить паразитные емкости. Наноустройство работает на частоте 52 МГц,
что в 100 тыс. раз быстрее предыдущих нанотрубочных чипов.
“Осциллятор на основе одной нанотрубки - отличная возможность
глубже исследовать свойства нанотрубок при их работе на перемен-
ном токе, - говорит д-р Аппензеллер. - Если ещ е поработать с прото-
типом, я думаю, мы добьемся существенного уменьшения паразит-
ных емкостей и сможем довести частоту чипа до терагерцевых час-
тот. Также не следует забывать, что это - первая попытка создать
полностью функционирующую CM O S-логику на одной нанотрубке, что
само по себе является большим достижением".
Теперь ученые ищут пути уменьшения паразитных емкостей и пы-
таются оптимизировать наноустройство. Ученые решили начать оп-
тимизацию с мест контакта между металлом истока и нанотрубкой,
так можно достичь большего быстродействия устройства.
Будущее электроники в настоящее время ещ е не определено.
Обеспечивать соблюдение Закона Мура с помощью современных тех-
нологий производства микросхем удастся ещ е около 10 лет, затем на
поле выйдут наноэлектронные устройства. Только вот какие именно
- на нанотрубках, механоэлектрические или графеновые, решается
уже сегодня, и очередной аргумент в пользу нанотрубок ужеполучен.
Разработанная год назад новая “паровая" технология производ-
ства нанотрубок обещает существенно снизить стоимость их произ-
водства. Вполне возможно, что уже через несколько лет в передовой
микроэлектронике произойдут существенные изменения благодаря
нанотрубкам и устройствам на их основе.
\
3
Радиолюбитель - 0 4 /2 0 0 6 |
предыдущая страница 3 Радиолюбитель 2006-04 читать онлайн следующая страница 5 Радиолюбитель 2006-04 читать онлайн Домой Выключить/включить текст