Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Навигатор абитуриента

Российские ученые объяснили феномен работы сверхбыстрой компьютерной памяти

© Иллюстрация РИА Новости . Алина ПолянинаПреобразование наноструктурной мозаики образца после воздействия электроимпульсами
Преобразование наноструктурной мозаики образца после воздействия электроимпульсами

МОСКВА, 28 мар – РИА Новости. Сотрудники Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" Сергей Бразовский и Петр Карпов разработали теорию образования скрытого состояния в одном из самых перспективных материалов для современной микроэлектроники – слоистом дисульфиде тантала. Статья об исследовании опубликована в Scientific Reports.

Скрытое состояние вещества, о котором идет речь, Сергей Бразовский (ныне – ведущий ученый проекта "Теория локально настраиваемых электронных состояний в слоистых материалах" НИТУ "МИСиС") открыл в 2014 году вместе с коллегами из Словении. Эксперимент, после которого начался бум изучения слоистых материалов, заключался в том, что на образец дисульфида тантала размером меньше 100 нанометров воздействовали сверхкоротким лазерным или электрическим импульсом. 

Инженер лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» Илья Беседин
Создан "невозможный" материал для систем управления квантовыми компьютерами
Из-за этих импульсов в облученной области состояние материала менялось, и он из диэлектрика становился проводником (или наоборот, по желанию экспериментаторов). Причем, переключение происходило за одну пикосекунду – в разы быстрее, чем в самых "быстрых" материалах, выступающих носителями памяти в современных компьютерах. И состояние не исчезало после воздействия, а сохранялось. Соответственно, материал стал потенциальным кандидатом на роль основы в носителях информации нового поколения.

Суть исследования разъяснил РИА Новости соавтор Бразовского – инженер кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ "МИСиС" Петр Карпов: "Когда коллеги из Словении открыли скрытое состояние вещества, недостижимое при обычных (термодинамических) фазовых переходах, посыпался вал статей в различных журналах. Правда, большинство этих работ были экспериментальными, а теория отставала. То есть, состояние смогли получить во многих лабораториях, но почему получается именно оно, каковы механизмы его образования, какова вообще его природа, – оставалось непонятным. Почему после возбуждения система не возвращается в своё исходное состояние, а продолжает оставаться в изменённом виде неограниченно долго? В данной статье мы как раз пытались найти теоретическое обоснование происходящих процессов". 

© Фото : пресс-служба НИТУ "МИСиС"Инженер кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ "МИСиС" Петр Карпов
Инженер кафедры теоретической физики и квантовых технологий НИТУ МИСиС Петр Карпов
Работа ученых НИТУ "МИСиС" состояла в построении универсальной теоретической модели, которая смогла бы описать наиболее важное свойство новых состояний: образование и преобразование наноструктурной мозаики.

После обработки электрическими импульсами в образце слоистого дисульфида тантала часть атомов металла вылетает из решетки, из-за чего формируются дефекты – заряженные вакансии электронного кристалла. Но вместо того, чтобы максимально дистанцироваться друг от друга, заряды "размазываются" по линейным цепочкам атомов тантала, образующим границы зон с разным состоянием атомов тантала – доменов, а затем эти цепочки вообще связываются в некую глобальную сеть. Именно манипуляции этой наносетью отвечают за эффекты переключения и памяти.

Оборудование лаборатории Сверхпроводящие метаматериалы НИТУ МИСиС, занимающейся изучением метаматериалов и созданием квантового компьтера
Эксперт: мы сделали шаг навстречу более компактной, быстрой электроникеМеждународная группа ученых изобрела новый материал для полупроводников. Какие горизонты открывает перед электроникой это изобретение? Насколько глубоко может проникнуть "умный материал" в наши дома и офисы, как их преобразит? Об этом – ведущий научный сотрудник НИТУ "МИСиС", доктор физико-математических наук Павел Сорокин.
"Мы пытались выяснить, почему одноименные заряды в такой структуре не отталкиваются, а притягиваются друг к другу. Оказалось, этот процесс энергетически выгоднее, чем максимальное удаление положительных зарядов друг от друга, потому что при образовании дробно заряженных доменных стенок минимизируется заряд на каждом из составляющих стенку атомов, из-за чего доменная система и становится более стабильной, что полностью подтвердил эксперимент. И в такое состояние с мозаикой доменов и глобулами разделяющих их стенок можно перевести весь кристалл", — говорит Петр Карпов.

По словам ученых, благодаря разработанной теории можно утверждать, что доменное состояние дисульфида тантала действительно можно использовать для долговременного хранения и сверхбыстрой работы с информацией.

Рекомендуем
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала