Nano anahtarların ışıkla kontrol edilmesi

Anonim

TU Delft'deki kuantum araştırmacısı Dr. Giordano Mattoni ve onun işbirlikçileri, nikel olarak bilinen bir malzeme sınıfındaki nano-elektronik faz geçişinin lazer ışığı ile kontrol edilebileceğini gösterdi. Fiziksel İnceleme Materyalleri'nde yayınlanan bulguları, elektronik için yeni materyaller alanında önemli bir adımdır.

Nikonatlar, bir dizi benzersiz özelliğe sahip katı-hal malzemelerden oluşan bir sınıftır ve bunların arasında, yalıtkan davranışa geçmek için bir faz geçişine maruz kalabilirler. Daha önceki araştırmalarda, Mattoni ve meslektaşları, metal-izolatör geçişinin (MIT) bu türden kuşaklar boyunca nasıl yayıldığını gösterdi. Son deneylerde, MIT'in lazer ışığı ile kontrol edilebildiğini kanıtlamışlardır. Mattoni, "Nano ölçekteki yeniden programlanabilir fiziksel özelliklere sahip malzemeler oldukça arzu edilir, ancak şu ana kadar pek mümkün değildir."

Birleşik Krallık'taki uluslararası bir araştırma laboratuvarında yaptıkları deneyler sırasında, bilim adamları NdNiO 3 (neodymium nickelate) örneğinde 100 femtosaniye süre ile ultrafast lazer atımlarını yönetti. "Çok hızlı, yüksek enerjili bir lazer ışığının gönderilmesi, numunenin sıcaklığını küçük bir zaman süresi için 150 ila 152 Kelvin arasında arttırdı. Bu küçük sıcaklık artışı, malzemenin özelliğini yalıtımdan iletmeye kadar değiştirmek için yeterliydi. Lazerin gücünü artırmak, malzemenin nasıl yalıtıcı veya metalik olduğunu kontrol edebilir ve böylece fiziksel özelliklerini kontrol edebiliriz. "

Bu kontrol, materyalin başka bir özelliği tarafından da mümkün kılınmıştır: histerez (Yunanca 'geride kalmaktan'). "Isıtma ya da soğuma, malzeme aynı geçiş modelini takip etmez. Bu fenomeni, malzemeyi belirli bir aşamada kilitlemek için kullanabiliriz." Günlük hayatta, örneğin, termostatların örneğin buzdolabı veya merkezi ısıtma sistemlerinde kontrol edilmesi için histerez kullanılır. Aktivasyon ve deaktivasyon, sıcaklığın tespit edilmesiyle kontrol edilir, böylece sistemler sürekli olarak kendi kendine açılmaz ve kapanmaz.

Bu çalışma temel olmakla birlikte, pratik uygulamalar ufukta yer almaktadır: iletkenliğin açılıp kapatılabildiği malzemeler yeni elektronik cihazlar için anahtarlar ve devreler için kullanılabilir. Mattoni, “Bu tür malzemeler yapay sinir ağları için kullanılabilir” diyor. "Şimdiye kadar, yapay zeka alanında tüm gelişmeler yazılımda yapılmıştır. Eğer algoritmaları doğrudan bir çeşit donanım ile çalıştırabiliyorsanız, gerçekten beyne benzer bir şey yaratabilirsiniz."

Olumlu sonuçlarına rağmen, deneyin kendisi böyle planlanmamıştı. “Biz aslında terk etmek zorunda olduğumuz çok zor bir deney üzerinde çalışıyorduk. Ancak, bu, senkrotronda biraz zamanımız kaldığı anlamına geliyordu ve bu birkaç saat tam etki için kullanıyorduk.” Temel bilimde bile, güneş parlarken saman yapmalısınız.

menu
menu