Україна та світ | Дайджест з електроніки та фізики | Березень 2024

   

ПРОВІДНИКИ

Electronic devices that work in the quantum regime often employ hybrid nanostructures to bring about a nonlinear behavior. The nonlinearity that these can provide has proven to be useful, in particular, for applications in quantum computation. The article “Superconductor-semiconductor hybrid capacitance with a nonlinear charge–voltage profile" presents a hybrid device that acts as a capacitor with a nonlinear charge–voltage relation.

Фізики Національної лабораторії Еймса ідентифікували перший нетрадиційний надпровідник, хімічний склад якого також зустрічається в природі. Мінерал міасит, що формується в природних умовах, у тестах продемонстрував властивості, подібні до високотемпературних надпровідників.

Вчені з Сінгапурського технічного університету представили новітню розробку: ультратонкі напівпровідникові волокна, здатні перетворити звичайні тканини на електронний пристрій. Процес створення таких волокон вимагає розробки гнучкого і бездефектного матеріалу, щоб забезпечити стабільну передачу сигналу.

Науковці розробили новий електроліт для літій-іонних батарей, який допомагає прискорити заряджання, а також подовжує час роботи на холоді. Навіть за температури у -80 градусів Цельсія з новим електролітом батарея зберегла більш ніж половину потужності, що неможливо із традиційними акумуляторами.

 

ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИ

In the article «QScatter: numerical framework for fast prediction of particle distributions in electron-laser scattering» the authors present a numerical framework that can provide fast predictions of the asymptotic particle and photon distributions after the scattering. The method detailed in this manuscript can include multiple features, such as spatial and temporal misalignment between the laser and the scattering beam, broadband electron beams, and beam divergence.

 

РУХ ЕЛЕКТРОНІВ

Завідувач лабораторії в Інституті теоретичної фізики НАН України Сергій Шарапов у матеріалі «Революція на графені» розповів про те, як серйозне досягнення у фізиці зробили за допомогою звичайного скотчу, чому для цифрової електроніки важливо легко відкривати та перекривати рух електронів через транзистор та навіщо Національному інституту графену при Манчестерському університеті у Великобританії потрібен сад.

 

ІЗОТОПИ

Команді фізиків вдалося отримати п'ять нових ізотопів, тобто різновидів атомів тулію, ітербію та лютецію — елементів, які належать до рідкісноземельних елементів. Для цього фізики бомбардували вуглецеву пластинку променем із ядрами ізотопу платини Pt-198, які розігнали до енергії у 186 мегаелектронвольтів.

 

ПРИСКОРЕННЯ ЧАСТИНОК

Фізикам не вистачає потужності 27-кілометрового Великого адронного колайдера, що збирає дані з 2010 року. Вчені стверджують: для нових відкриттів їм потрібен прискорювач вчетверо довший і всемеро потужніший. Європейська організація ядерних досліджень планує спорудити такий суперколайдер до 2040-х років, тоді як у Китаї хочуть зіграти на випередження та зробити це вчетверо дешевше. Mind пропонує дізнатися, для чого потрібний гігантський колайдер і як його планують будувати в Європі та Китаї.

‘Sound laser’ is the most powerful ever made. A new device uses a reflective cavity, a tiny bead, and an electrode to create a laser beam of sound particles ten times more powerful and much narrower than other “phonon lasers”.

 

КВАНТОВІ ТЕХНОЛОГІЇ

The article “"Maser-in-a-shoebox": A portable plug-and-play maser device at room temperature and zero magnetic field” presents a maser device with a miniaturized maser cavity, gain material and laser pump source that fits within the size of a shoebox. The portability and simplicity of the device, which weighs under 5 kg, paves the way for demonstrators, particularly in low-noise amplifiers, quantum sensors, cavity quantum electrodynamics, and long-range communications.

Квантові технології вийшли на новий рівень: дані передали за допомогою квазічастинок. Команда з Центру Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) розробила новий метод перетворення квантової інформації, використавши унікальний магнітний ефект у невеликих дисках зі сплаву нікелю та заліза.

Як скоро квантові комп’ютери матимуть практичне застосування? Згідно з принципами квантової фізики, квантові комп’ютери можуть виконувати дуже швидкі обчислення та можуть застосовуватись там, де це матиме перевагу над звичайними комп’ютерами.

Scientists have measured the gravity of the most negligible mass so far. New research is providing insight that may help bridge gravity and quantum mechanics.

Швидкий зв’язок із Марсом можливий за допомогою квантових технологій. Дослідники з Університету Буффало використовували електричні імпульси для перетворення магнітної інформації в сигнал поляризованого світла. Цей квантовий процес може забезпечити зв’язок зі швидкістю світла на міжпланетних відстанях.

 

АНТИМАТЕРІЯ

Одразу двом командам фізиків вперше вдалося охолодити за допомогою лазера хмару позитронія. Вчені сподіваються, що їхній експеримент допоможе краще вивчити особливості антиматерії.

 

НАНОТЕХНОЛОГІЇ

Determining the magnetocaloric effect (MCE) in dense nanoparticle systems (DNSs) poses a challenge due to the increased complexity of matter at the nanoscale. Given the interparticle magnetic interactions, diverse particle size and shape distributions, and inhomogeneous magnetic phases, selecting a suitable phenomenological model is essential to describe the temperature dependence of magnetic behavior in DNSs. In the article «Analytical modeling of magnetocaloric effect in dense nanoparticle systems» we chose a cost-effective Ni100-xCrx DNS with adjustable magnetic transitions to showcase the resilience of the MCE across a broad temperature range (147–614 K).

У статті «Селективне лазерне спікання аморфних наночастинок: моделювання методом молекулярної динаміки» досліджено процес рідкофазного спікання аморфних наночастинок на основі заліза методом молекулярної динаміки. Для моделювання використано пакет для класичної молекулярної динаміки LAMMPS. Візуальний аналіз атомних конфігурацій наночастинок під час їхнього швидкого охолодження дозволив виявити ефект самоочищення частинок.

Multidimensional integration and multifunctional component assembly have been greatly explored in recent years to extend Moore’s Law of modern microelectronics. In the Paper «On-Chip Micro Temperature Controllers Based on Freestanding Thermoelectric Nano Films for Low-Power Electronics» the authors report an on-chip micro temperature controller including a pair of thermoelectric legs with a total area of 50 × 50 μm2, which is fabricated from dense and flat freestanding Bi2Te3-based thermoelectric nano films deposited on a newly developed nanographene oxide membrane substrate.

Смартфони з потужністю суперкомп’ютерів, штучний інтелект, фотографії на сотні мегапікселів та багато інших обчислювальних задач стали можливими завдяки понад півсторіччю шаленого нарощування продуктивності процесорів. Багато в чому таке нарощування стало можливим внаслідок регулярного зменшення розмірів транзисторів. Однак нині технологія дійшла фізичної межі – нанометри закінчилися. На порозі ера ангстрема і в ній все стане дивним.

 

РОБОТОТЕХНІКА

Meet the smallest and fastest robot-insects ever developed. Such small robots could be useful in applications ranging from environmental pollination to search and rescue missions, but creating mechanically sound robots of this size is not easy.

Robots and cameras of the future could be made of liquid crystals, thanks to a discovery that significantly expands the potential of the chemicals already common in computer displays and digital watches. The findings are a simple and inexpensive way to manipulate the molecular properties of liquid crystals with light exposure.

MIT engineers are aiming to give robots a bit of common sense when faced with situations that push them off their trained path. They’ve developed a method that connects robot motion data with the “common sense knowledge” of large language models, or LLMs.

 

АНОНСИ ЗАХОДІВ

ХІІ Міжнародна конференція «Нанотехнології та наноматеріали» (NANO-2024). Організатор: Інститут фізики НАН України. Дата проведення: 21–24 серпня 2024 р. Форми участі: змішаний (онлайн і офлайн). Потрібна реєстрація. Кінцевий термін реєстрації: 25 квітня 2024 р. Дедлайн подання тез доповідей: 25 травня 2024 року.

Міжнародна конференція «Ядерна фізика на Закарпатті» (до 55-річчя відділу фотоядерних процесів Інституту електронної фізики НАН України). Дата проведення: 21–23 травня 2024 р. Форми участі: змішаний (онлайн і офлайн). Потрібна реєстрація. Кінцевий термін реєстрації та подачі тез доповіді: 30 квітня 2024 р. Тези доповідей буде опубліковано у збірнику матеріалів конференції. По завершенні конференції всі доповідачі отримають е-сертифікати про участь.

 

НОВИНИ БІБЛІОТЕКИ

До вашої уваги вебінар «Рішення Clarivate для розробки вашої рейтингової стратегії». Ви дізнаєтеся, як рішення, дані та послуги Clarivate можна використовувати для підтримки стратегії рейтингу вашого університету. Дата: 25.04.2024. Час: 10-15 – 11-15. Потрібна реєстрація

 

 

Чи була корисною для Вас інформація?