В решении старой загадки магнетизма наконец поставлена точка

Фундаментальная загадка, не дававшая покоя ученым более, чем 70 лет, наконец-то решена.

Международная группа исследователей обнаружила тонкие электронные эффекты, проявляющиеся у минерала магнетита (Fe₂O₃), наиболее магнитного из существующих в естественных природных условиях минералов.

Обнаруженный эффект вызывает значительные изменения в структуре материала, обуславливающие электропроводность этого материала, появляющуюся при низких температурах.

Результаты нового открытия не только позволяют посмотреть на минерал, на примере которого было обнаружено явление магнетизма, с новой, неожиданной стороны, но и позволит использовать магнетит и его аналоги в новых приложениях.

Свойства магнетита известны уже более двух тысячелетий, эти свойств в свое время позволили разработать две концепции – магнитов и магнетизма. Десятилетиями магнетит использовался в качестве объекта, на базе которого разрабатывались синтетические магнитные материалы для записи и хранения и информации.

Рис. 1. Распределение состояний Fe²⁺ и
Fe³⁺ (соответственно, синие и желтые сферы)
в первом ... Читать дальше »

Предложен новый способ изготовления транзисторов с трёхмерной структурой

Исследователи из Университета Пердью и Гарвардского университета (оба — США) ищут новые материалы для изготовления транзисторов с трёхмерной структурой, призванные прийти на смену традиционному кремнию.

В 2012 году корпорация Intel начнёт производство первых в мире процессоров, использующих технологию Tri-Gate, которая предполагает переход от планарных структур транзисторов к объёмным. 22-нанометровые микрочипы Ivy Bridge обеспечат 37-процентный прирост быстродействия по сравнению с современными 32-нанометровыми изделиями.

Кроме того, уже ведутся исследования по разработке и внедрению 14-нанометровой технологии производства. Однако дальнейшая миниатюризация, считают американские учёные, будет сопряжена с рядом трудностей, отчасти вызванных свойственными кремнию ограничениями на размеры элементов.

Рис. 1. Схематичное изображение транзистора с планарной (слева) и трёхмерной структурой (иллюстрация Intel).

Вместо этого материала предлагается использовать полупроводники группы III-V (соединения, в которые входят элементы из подгрупп бора и азота). Речь, в частности, идёт об арсениде индия-галлия InGaAs.

По мнению исследоват ... Читать дальше »

О перспективных графеновых электродах для литий-воздушных батарей

Физики из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Принстонского университета (США) испытали перспективные графеновые электроды для литий-воздушных батарей.

Обычные батареи такого типа оснащены углеродным катодом, в порах которого запасается атмосферный кислород, играющий роль активного материала. При разряде катионы лития движутся с литиевого анода через электролит и вступают в реакцию с кислородом, образуя (в идеале) пероксид лития Li₂O₂, задерживающийся на катоде, а электроны идут с анода на катод через цепь нагрузки.

Преимуществом литий-воздушных образцов перед традиционными литий-ионными считается бóльшая достижимая плотность энергии.

На характеристики литий-воздушных батарей влияет множество факторов: относительная влажность, парциальное давление кислорода, состав электролита, выбор катализатора и общей компоновки устройства. Необходимо также учитывать, что осаждающиеся на углеродном электроде продукты реакций (Li₂O₂) блокируют пути проникновения кислорода, ограничивая ёмкость. Воздушный электрод оптимальной конфигурации, таким образом, должен иметь и микроразмерные поры, которые обеспечивают свободное прохождение кислорода, и наноразмерные полости, создающие достаточную плотность участков для реакций Li—O₂.

... Читать дальше »

В Украине закончено строительство самой большой в мире солнечной электростанции

Известная австрийская компания Activ Solar завершила четвертый, последний, этап сооружения солнечной электростанции, расположенной близ поселка Перово в Крыму, Украина. На этом этапе к общей мощности электростанции, которая до этого составляла 80 МВт, были добавлены еще 20 МВт. После этого суммарная мощность электростанции Перово превышает 100 МВт, что делает ее самой крупной солнечной электростанцией в мире и поставит ее на первую позицию в рейтинге pvresources.com.

Следует отметить, что до этого момента первую позицию рейтинга занимала канадская солнечная электростанция «Sarnia», которая имеет мощность 97 МВт.

На площади 200 гектар, что эквивалентно площади 259 футбольных полей, которую занимает электростанция Перово, установлено более 440 тысяч кремниевых фотогальванических батарей.

Мощности этой электростанции вполне достаточно для того, что бы удовлетворить потребности в электроэнергии города Симферополь, столицы Автономной республики Крым. А суммарная мощность всех солнечных электростанций, располагающихся на территории Крымского полуострова, «Перово», «Охотниково» и «Родниковое», теперь равна 187.5 МВт, что превышает отметку в 15 процентов от общей энергетической потребности всего Крыма, которая составляет 1200 МВт.

С экологической точки зрения ... Читать дальше »

Терагерцевые импульсы и экситоны изменят электронику до неузнаваемости

Исследователи из Киотского университета объявили о прорыве и больших перспективах в создании сверхскоростных транзисторов и высокоэффективных фотоэлементов.

Работая с обычным и широко распространенным полупроводниковым материалом, арсенидом галлия (GaAs), ученые заметили, что облучение образца GaAs терагерцевыми (1000 гигагерц) импульсами электрического поля вызывает лавину пар электрон-дырка (экситонов).

За один цикл с длинной импульса всего лишь около пикосекунды (10^-12 с), плотность экситонов по сравнению с исходным состоянием образца увеличивается в 1000 раз. Терагерцевый импульс создается с помощью интенсивного (1 МВ/см²), в результате лавину экситонов можно наблюдать благодаря яркой люминесценции в ближнем инфракрасном спектре.

Рис. 1. Пикосекундные терагерцевые импульсы вызывают лавину экситонов из арсенида галлия.

Открытие японских ученых может найти применение в самых разных областях науки и техники. Так, авторы открытия изначально работали над новыми технологиями получения изображений биологических тканей. В частности волны терагерцевого излучения могут помочь создать микроскоп, позволяющий заглянуть внутрь живых клеток и наблюдать за ... Читать дальше »