Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Манчестера обнаружили неожиданно поведение электронов при очень специализированных условиях, и это может привести к новым типам транзисторов и электронных схем, которые требуют очень мало энергии.
Физики нашли, что когда лист графена, расположен на листе нитрида бора, электроны движутся перпендикулярно электрическому полю. Это происходит даже без влияния магнитного поля, единственного известного способа вызвать такой боковой поток. При этом два отдельных потока текут в противоположные стороны, перечеркивая электрический заряд друг друга, а точный угол этого тока относительно электрического поля может быть контролируемым. Исследователи сравнили его с парусником, который движется перпендикулярно ветру, используя разное положение парусов.
Как рассказали авторы исследования Леонид Левитов и Andre Geim, этот поток может быть изменен путем применения напряжения на затворе, позволяя материалу функционировать в качестве транзистора. Токи в этих материалах, могут быть нейтральными, не тратить много своей энергии в виде тепла, как это происходит в обычных полупроводниках, что делает их более эффективной основой для компьютерных чипов.
По словам Левитова, «широко распространено мнение, что новые, нетрадиционные подходы к обработке информации являются ключевыми для будущего аппаратного обеспечения. Эта вера была движущей силой ряда важных последних событий, в частности спинтроники, в которой спин электронов, а не их заряд, несет информацию». Исследователи продемонстрировали простой транзистор на основе нового материала.
В своих экспериментах физики положили слой графена на слой нитрида бора — двумерного материала, который образует гексагональную структуру решетки. Вместе эти два материала образуют сверхрешетки, которые ведут себя как полупроводник.
Это сверхрешетка заставляет электроны делать неожиданный поворот, который Левитов описывает как «встроенный вихрь». Ученые заявили, что наблюдаемый эффект не имеет известного аналога в физике элементарных частиц и расширяет наше понимание того, как работает Вселенная.
По мнению испанского физика Francisco Guinea, эта научная новость имеет большой потенциал и «двумерные материалы со специальными топологическими свойствами являются основой новых технологий для манипуляции квантовой информацией».
Ученые Калифорнийского технологического института продемонстрировали уникальные керамические структуры, способные выдерживать сильное сжатие.
Ультратонкий каркас позволяет керамике быть пластичной и восстанавливать свою форму после снятия нагрузки. Такие хрупкие материалы, как правило, содержат крошечные дефекты: небольшие трещины или отверстия, которые приводят к образованию трещин под давлением. Для решения этой проблемы, исследователи создали крошечные решетки из супертонких керамических трубок, с толщиной стенок от 5 до 60 нанометров. Это тонкость оставляет мало места для дефектов.
Стресс-тесты показали, что некоторые из решеток с трубными стенками толщиной 10 нанометров возвращают более 95 процентов от их первоначальной высоты после сжатия больше чем на 50%. Когда исследователи сделали решетки из трубок с толщиной стенки 60 нанометров, они повели себя как обычный хрупкий материал и были раздавлены в пыль.
Ученый Институте Макса Планка Peter Fratzl восхищен: «Это, для керамики, неслыханно. Такие материалы, как правило, хрупкие и могут сломаться». Материаловед из Франции Sylvain Deville говорит, что керамика ломается после 1 процента сжатия, поэтому 50% – это действительно огромная величина. Fratzl добавил: «Упругая керамика является Святым Граалем в области материаловедения, Благодаря тонкости, они достигли очень необычного эффекта».
Международная исследовательская группа во главе с учеными Университета Аризоны разработала новый подход к оценке выбросов CO2 от сжигания ископаемого топлива.
Новая система FFDAS использована для количественной оценки 15-летних выбросов CO2, каждый час, для всей планеты в масштабах города. До сих пор ученые оценивали выбросы парниковых газов в грубых масштабах или использовать менее надежные методы. FFDAS использует информацию со спутниковых каналов, национальных счетов за топливо и новой глобальной базы данных по электростанциям для создания планетарных карт с высоким разрешением. Эти карты обеспечивают научную, независимую оценку выбросов парниковых газов на планете, и это может быть использовано политиками и общественностью.
Как заявил ведущий исследователь Kevin Robert Gurney: «С помощью этой системы, мы делаем большой шаг к созданию глобальной системы мониторинга парниковых газов. Теперь мы можем предоставить все страны с подробной информацией об их выбросах CO2 и показать, что независимый, научный мониторинг выбросов». По словам соавтора проекта Salvi Asefi-Najafabady: «Точность результатов FFDAS подтверждается независимыми, наземными данными в Соединенных Штатах. Это дает нам уверенность в том, что система работает хорошо и может обеспечить полезную информацию».