|  | 22 октября 2012 | Электроника и полупроводники

Электронный "плащ-невидимка" может стать основой нового типа электронных устройств

Электронное устройство


Та же самая технология, которая используется для того, что бы сделать объекты невидимыми в диапазоне видимого света, может быть использована для сокрытия от вездесущих электронов некоторых частей электронных устройств. Это, в свою очередь, может привести к появлению электронных приборов, работающих на совершенно отличных принципах, нежели современные электронные приборы, диоды, транзисторы и т.п.

В большинстве случаев для реализации оптического "плаща-невидимки" используются так называемые метаматериалы, изготовленные из слоев различных искусственных материалов, обладающих уникальными физическими и оптическими свойствами. Поверхности этих метаматериалов заставляют лучи света преломляться и следовать по такой траектории, будто бы на их пути совсем не было никакого препятствия.

"Мы были вдохновлены идеей реализации оптической невидимости" - рассказывает Ганг Чен (Gang Chen), профессор в области машиностроения Массачусетского технологического института, который возглавлял группу, занимающуюся исследованиями "электронной невидимости. Идеи и технологии, разработанные группой Чена, используют в своих интересах тот факт, что электроны распространяются в материалах способом, который напоминает движение электромагнитных волн, к которым относятся и фотоны света.

Проведенное компьютерное моделирование позволило ученым рассчитать структуру метаматериала, который может "преломлять" поток электронов. Этим материалом оказались наночастицы, ядро которых состоит из материала одного вида и с оболочкой из материала другого вида. Но, в отличие от случая со светом и метаматериалом, электроны не обходят "стороной" эту наночастицу, а проходят сквозь нее с более высокой скоростью.

Когда электроны входят в эту наночастицу, траектории движения электронов изгибаются и затем изгибаются снова, когда эти электроны появляются с другой стороны частицы. В результате создается эффект, что частицы на пути электронов не существовало вообще. Пока эта идея работает только в теории, но исследователи сейчас работают над созданием физического устройства для подтверждения работоспособности идеи на практике.

Если данная идея заработает в реальном мире, то за счет использования такой технологии можно будет создать новые высокоэффективные электронные фильтры, датчики различных физических величин и многое другое. Поскольку компоненты компьютерных микросхем становятся все меньше и меньше, "мы должны придумать новую стратегию управления потоком электронов, электрическим током" - говорит Чен. - "И наш новый принцип является одним из наиболее подходящих для этого".

Принцип, разработанный учеными из Массачусетса, может стать основой для изготовления нового вида электронного ключа, аналога транзистора, являющегося основой всей современной электроники. Этот ключ с помощью внешнего управляющего сигнала может становиться прозрачным и непрозрачным для потока электронов, беспрепятственно пропуская или препятствуя прохождению через него электрического тока.

"Мы сейчас находимся только в самом начале исследований" - рассказывает Чен. - "И мы пока не уверены как далеко нам удастся зайти, но то, что наша разработка имеет огромный потенциал для применения в будущем, ни у кого не вызывает сомнений". Более подробная информация о проведенных группой Чена исследованиях и их результаты опубликованы в последнем выпуске журнала Physical Review Letters.




Ключевые слова:
Свет, Фотон, Преломление, Невидимость, Электрон, Поток, Метаматериал, Наночастицы, Электронный, Ключ, Устройство, Транзистор

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • "Нанопроводниковые" транзисторы с фотонным управлением - новый путь к реа ...
  • Разработана новая технология управления потоками света
  • Ученые заставили электроны двигаться по заданному пути на поверхности графе ...
  • Создан первый в мире акустический плащ-невидимка, способный скрыть объекты ...
  • Разработка нового оптического диода обещает "раскупорить" одно из узких м ...




  • 22 октября 2012 07:02
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    А диэлектрики уже не подходят?
        
    22 октября 2012 09:55
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3860
    Цитата: volod
    А диэлектрики уже не подходят?

    Для чего? Вы, наверное, не до конца поняли идею, озвученную в этой статье. Народ разрабатывает новый вид (новую технологию) электронного ключа, который по внешнему сигналу может пропускать или не пропускать электрический ток.


    --------------------
        
    22 октября 2012 12:50
    #3 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    FomaNeverujuwij, да, не понял, зачем им новый ключ? перемешали электронную "невидимость" с транзисторной функцией, кремний и графен чем хуже? К тому же не уверен, что можно считать невидимостью то, что не работает для макро объектов, подумаешь электрон огибает молекулу, они и так почти всегда их огибают.
        
    22 октября 2012 13:13
    #4 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3860
    Цитата: volod
    кремний и графен чем хуже?

    Ничем, просто с "невидимостью" - это еще один из вариантов реализации электронного ключа. А какой из них будет более технологичен и обладать необходимыми характеристиками - время покажет.
    Цитата: volod
    подумаешь электрон огибает молекулу

    Это при одном условии он огибает, а при другом - проходит через нее. А теперь, предположим, внутри этой молекулы, или группы молекул, находится электрод, снимающий сигнал......


    --------------------
        
    22 октября 2012 17:54
    #5 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 617
    volod,
    Самый первый транзистор, изготовленный учеными Bell Labs в 1947 году, по размеру был как человеческая ладонь, а 45-нм транзистор от Intel в 400 раз меньше красной кровяной клетки человека.
    Но в производстве постоянно уменьшение техпроцесса приводит к некоторым затруднениям. Толщина компонента транзистора отвечающая за прохождение электронов, иначе говоря толщина диэлектрика затвора, у процессора изготовленного по техпроцессу в 65 нм, составляет всего 1.2 нм. Более 30 лет материалом диэлектрика затвора был диоксид кремния, молекула его состоит 1 атома кремния и 2 атомов кислорода. Толщина в 1.2 нм равна пяти атомарным слоям. И такой тонкий изолятор физически не в состоянии удержать токи утечки. Если диэлектрик затвора меньше 1 нм, ток утечки повышается экспоненциально.

    Эту проблему решила компания Intel, как не сложно понять решением проблемы стала замена диоксида кремния, на более качественный материал используемый для изготовления диэлектрика затвора. Так называемый изолятор high-k, изготовленный на основе гафния и обладающий высокой степенью диэлектрической проницаемости. При использовании диэлектрика high-k получилось достичь увеличения полевого эффекта транзистора и уменьшить слой диэлектрика, вместе с уменьшением тока утечки через затвор.


    А вообще такая штука может использоваться как "невидимые ворота", типа несколько линий с разных сторон в него упираются - выходят с противоположных сторон и не влияют друг на друга, по-идее можно даже построить 3d-матрицу таких ворот и получить что то вроде модели мозга smile
        
    24 октября 2012 10:30
    #6 Написал: EduardLt

    Публикаций: 0
    Комментариев: 190
    В плаще должны идти световоды, а не электрические схемы. Хотят через задницу сделать.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.