Текст уведомления здесь

Физики приблизились к созданию компьютеров принципиально нового типа

Международная группа физиков, в том числе ученые из МФТИ, сообщила о проведении экспериментального исследования явления моттовского перехода, то есть превращения определенных материалов из диэлектрика в проводник.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Нидерландов, Великобритании, Италии, США и России провели серию экспериментов с моттовскими изоляторами. Согласно зонной теории проводимости эти материалы должны быть проводниками электрического тока, однако на практике они оказываются диэлектриками. В общих чертах механизм, объясняющий эту аномалию, физикам известен, однако полной теории моттовских изоляторов пока нет, и ученым до конца не ясно, как такие материалы превращаются из изоляторов в проводники.

Многие специалисты уверены, что такой эффект способен открыть путь к более быстрым компьютерам. Моттовский переход происходит под воздействием ряда факторов, включающих магнитное поле, и за счет этого им можно управлять извне, пропуская или останавливая электрический ток в нужном месте. Такая схема могла бы заменить обычные транзисторы и при этом оказаться быстрее и компактнее, но для ее реализации нужна разработанная теория моттовского перехода.

В новом исследовании физики использовали специальную модель, которая позволяла изучать квантовые процессы в моттовском изоляторе при помощи так называемых магнитных вихрей. В этой модели внутри сверхпроводящего материала создается квантовый вихрь из электрического тока. Варьируя температуру и магнитное поле, можно переводить образец из одного состояния в другое.

Для нового эксперимента ученые изготовили на кремниевой пластине квадратную матрицу из 300х300 ниобиевых «островков» диаметром около 220 нанометров и подвели к ней золотые и ниобиевые контакты. Образец изготовили стандартными методами фотолитографии и затем поместили в криостат, охладив до 1,4 кельвина. Это ниже температуры перехода ниобия в сверхпроводящее состояние, поэтому ниобиевые «островки» стали сверхпроводниками, в них сформировались магнитные вихри, а далее исследователи проанализировали поведение системы в различных условиях.

Использованная в экспериментах матрица из ниобиевых островков, ее рельеф и сечение, а также (C) общий вид в оптический микроскоп. Иллюстрация предоставлена авторами исследования

Ученые измерили сопротивление образца и обнаружили, что эта величина меняется нелинейно с ростом энергии магнитного поля. С теоретической точки зрения полученные результаты означают, что моттовский переход можно представить как превращение вещества из жидкого состояния в газ, что открывает дополнительные возможности для анализа феномена с позиций термодинамики.

Статья принята к публикации в журнале

Science

и

доступна

на портале arXiv.org, а кратко об исследовании

сообщается

в пресс-релизе МФТИ.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Химики из МГУ дополнили теорию сверхпроводимости

Международной группе исследователей впервые удалось продемонстрировать, что распределение кислородных дефектов у сверхпроводящих купратов показывает коррелированное поведение, которое взаимодействует с волной зарядовой плотности. Прежде считалось, что дефекты, связанные с внедрением кислорода, имеют случайный характер.
Добавить в закладки
Комментарии

Ранее считалось, что квантовый эффект сверхпроводимости может возникать лишь при абсолютном нуле, то есть при температуре минус 273,15 градуса по Цельсию. Ученые доказали, что эффект проявляется и при температуре в минус 70 градусов по Цельсию, что позволит проводить эксперименты в Арктике.

Статья, посвященная исследованию взаимодействия между волной зарядовой плотности и замороженного беспорядка, создаваемого допантами (модифицирующими добавками, которые повышают удельную электрическую проводимость или оптические свойства материала) в сверхпроводниках, была

опубликована

в журнале [ ... ]

Читать полностью

Ученые из России и США создают термоядерный реактор нового типа

Сотрудники Института ядерной физики имени Будкера СО РАН разработали генераторы мощных пучков частиц нового поколения. Разработка была использована в экспериментах, в ходе которых удалось получить режим устойчивого поддержания плазмы при температуре 10 миллионов градусов.
Добавить в закладки
Комментарии

Результаты работы

коротко представлены

в пресс-релизе официального издания Сибирского отделения академии наук «Наука в Сибири».

В настоящее время наиболее изученной термоядерной системой является [ ... ]

Читать полностью

Российские ученые создали лазер для сверления живой кости

В лаборатории интеллектуальных диагностических радиационных и лазерно-оптических систем и технологий Томского государственного университета (ТГУ) были проведены эксперименты, которые подтвердили, что лазер на парах стронция может использоваться для резки и сверления живой кости.
Добавить в закладки
Комментарии

Лазер на парах стронция для использования на биологических тканях был сделан научной группой ученых из ТГУ в рамках сотрудничества с коллегами из Вандербильтского университета (США). Американские ученые установили, что для воздействия на живые ткани лучше всего подходит инфракрасное излучение с длиной волны в 6,45 микрометра, а затем, совместно с коллегами из ТГУ, создали компактную лазерную систему с заданными параметрами. Коротко о работе

сообщает

пресс-служба ТГУ.

С точки зрения практического применения у лазера на парах стронция большой потенциал, заявляют ученые: в сочетании с другими активными средами в одном лазерном пучке содержится от 10 до 25 длин волн, которые охватывают очень широкий диапазон (от 0,4 до 6,45 микрона). [ ... ]

Читать полностью