Сгенерирован кратчайший электронный взрыв

27.02.2023

Вы когда-нибудь задумывались, почему ваш компьютер и другие электронные устройства иногда работают быстро, а иногда медленно? Все сводится к скорости, с которой электроны, мельчайшие частицы нашего микромира, вытекают из крошечных проводов внутри транзисторов электронных микросхем и создают импульсы. Разработка способов роста данной скорости имеет решающее значение для заслуги наибольшего потенциала производительности электроники и ее программ.

Но какое самое короткое время для электронов, чтобы вытекать из крохотного металлического свинца в электронной схеме?

Используя чрезвычайно короткие лазерные вспышки, команда исследователей под руководством профессора Элефтериоса Гулиэлмакиса, руководителя группы экстремальной фотоники Института физики Университета Ростока, и сотрудников Института исследования твердого тела Макса Планка в Штутгарте использовала состояние современных сегодня.

В то время как давно известно, что свет может высвобождать электроны из металлов (Эйнштейн был первым, кто объяснил, как), этим процессом чрезвычайно тяжело манипулировать. Электрическое поле света изменяет свое направление примерно миллион миллиардов раз в секунду, что затрудняет контроль над тем, как оно отрывает электроны от поверхности металлов.

Чтобы преодолеть эту проблему, ученые из Ростока и их коллеги использовали современную технологию, ранее разработанную их группой, - синтез светового поля, - что позволило им сократить световую вспышку до меньшего, чем полный размах его собственного поля. В свою очередь они использовали эти вспышки, чтобы осветить кончик вольфрамовой иглы, чтобы освободить электроны в вакуум.

"Используя световые импульсы, содержащие всего один цикл своего поля, теперь можно дать электронам точно контролируемый удар, чтобы освободить их от вольфрамового кончика в течение очень короткого интервала времени", - объясняет Элефтериос Гулиэлмакис, руководитель исследовательской группы.

Но эту проблему невозможно было бы решить, если ученые также не нашли способ измерить кратковременность этих вспышек электронов. Чтобы преодолеть это препятствие, команда разработала новый тип камеры, которая может производить мгновенные снимки электронов в течение короткого времени, когда лазер выталкивает их из нанокончика в вакуум.

"Хитрость заключалась в том, чтобы использовать вторую, очень слабую, световую вспышку", - сказал доктор Хи-Йонг Ким, ведущий автор нового исследования. "Эта вторая лазерная вспышка может мягко исказить энергию взрыва электронов, чтобы узнать, как это выглядит со временем", - добавляет он. "Это как игра "Что в коробке?" где игроки пытаются узнать объект, не смотря на него, но просто повернув его, чтобы почувствовать его форму руками", - продолжает он.

Но как эту технологию можно использовать в электронике? "Поскольку технология быстро развивается, разумно ожидать разработки микроскопических электронных схем, в которых электроны двигаются в вакуумном пространстве среди плотно упакованных свинцов, чтобы предотвратить замедляющие их препятствия", - говорит Гулиэлмакис. "Использование света для выброса электронов и перемещение их между этими проводами может ускорить будущую электронику в несколько тысяч раз по сравнению с сегодняшней", - объясняет он.

Но исследователи считают, что их не так давно разработанная методология будет использована конкретно в научных целях. "Выброс электронов из металла в пределах доли цикла светового поля значительно упрощает эксперименты и позволяет нам использовать передовые теоретические методы для понимания эмиссии электронов способом, ранее невозможным", - говорит профессор Томас Феннел, соавтор исследования.

<< Назад: Гаджет для поцелуев на расстоянии 28.02.2023

>> Вперед: Мороженое, не тающее на солнце 26.02.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива DC/DC-конверторы L598x 29.10.2010 L598x - новое семейство импульсных понижающих преобразователей STMicroelectronics, которое характеризуется малыми размерами и низкой ценой. Преобразователи широко применяются в индустриальных, потребительских сегментах, персональных компьютерах и для передачи данных. Имея выходной ток до 2 А, нижнюю границу выходного напряжения от 0,6 и широкий диапазон входных напряжений от 2,9 до 18 В, данное семейство обладает большой гибкостью и универсальностью. Встроенный р-канальный MOSFET-транзистор (150 мОм) с низким сопротивлением сток-исток позволяет преобразователю управлять периодом рабочего цикла до 100%. Частота переключения может конфигурироваться в диапазоне от 250 кГц до 1 МГц при помощи внешнего резистора. Семейство имеет дополнительные функции мониторинга и защиты: контроль перегрузки по току, контроль напряжения питания (UVLO), контроль от перегрева и встроенный цифровой режим "мягкого старта". Комбинированные в теплостойком корпусе DFN3x3-8L эти функции позволяют реализовывать надежные и компактные приложения с минимальным количеством внешних компонентов. Регуляторы семейства L598x могут быть синхронизованы от внешнего сигнала друг с другом в конфигурации "master/slave" с фазовым смещением 180°C, и существует возможность их применения с многослойными керамическими конденсаторами (MLCCs) в качестве выходного фильтра. Семейство L598x состоит из четырех микросхем: L5980, L5981, L5983 и L5985, отличающихся параметрами выходного тока.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025