Наномембрана для контроля звуковых волн в микрочипах

29.06.2025

Группа немецких ученых представила уникальное устройство - ультратонкую наномембрану, способную контролировать звуковые волны с беспрецедентной точностью. Это открытие обещает стать прорывом в области микроэлектроники и обработки сигналов.

Созданный прибор представляет собой мембрану из нитрида кремния толщиной всего 20 нанометров - это в тысячи раз тоньше человеческого волоса. Ее поверхность покрыта регулярной решеткой из треугольных отверстий, благодаря которым мембрана получила неофициальное название "нанобатут". Эта структура позволяет мембране колебаться с минимальными потерями энергии и сохранять импульс практически без затухания.

Особенность устройства в том, что различные участки поверхности движутся не только вверх и вниз, но и в боковом направлении, что существенно расширяет возможности управления волнами. Создатели - физики из Университета Констанца, Копенгагенского университета и ETH Цюриха - использовали мембрану для демонстрации новых способов транспортировки фононов. Фононы, являющиеся кванта звуковых колебаний в кристаллической решетке, играют ключевую роль в передаче информации на наноуровне.

Эксперименты показали, что с помощью "нанобатута" можно направлять фононы даже под острыми углами до 120 градусов с минимальными потерями энергии - менее одного на десять тысяч квантов отклоняется от заданного пути. Это уровень эффективности, сопоставимый с современными телекоммуникационными системами, что открывает новые горизонты для микроэлектронных схем.

Одна из целей проекта - создание "дорог" для фононов, по которым сигналы смогут эффективно перемещаться даже по сложным маршрутам внутри микрочипов. Концепция и дизайн устройства разработаны физиком Одедом Цильбербергом из Констанца, а коллеги из других университетов воплотили ее в реальность.

Интересный факт: ученый даже шутливо предположил возможность создания подобного "батута" человеческих размеров, что, по его мнению, было бы забавным экспериментом, однако он настоятельно рекомендует использовать защитный шлем для подобных испытаний.

Проект получил финансирование от Европейского исследовательского совета, а также поддерживается фондами Дании, Швейцарии и программой Horizon 2020. Полученные результаты могут стать основой для создания нового поколения микросхем с революционными возможностями передачи звуковых и колебательных сигналов.

Разработанная наномембрана демонстрирует, как инновационные материалы и продуманные архитектуры могут кардинально улучшить управление микроскопическими волнами, что важно для развития электроники и телекоммуникаций будущего.

<< Назад: Улавливание углекислого газа с помощью глины 29.06.2025

>> Вперед: Коллективный разум муравьев 28.06.2025

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 Сверхтонкий и бесшумный охладитель процессоров 24.12.2012 Специалистами компании GE разработана перспективная технология охлаждения, получившая название Dual Piezoelectric Cooling Jets (DCJ), что можно перевести как "двойные пьезоэлектрические охлаждающие форсунки". Принцип действия DCJ основан на формировании высокоскоростных струй воздуха с помощью микроскопических мехов. Турбулентный поток воздуха улучшает перенос тепла более чем в десять раз по сравнению с естественной конвекцией. Охладитель, в котором используется технология DCJ, может иметь толщину всего 4 мм. По сравнению с существующими системами охлаждения толщину удалось уменьшить более чем вдвое. Другим важным достоинством DCJ является малый расход энергии - такой кулер потребляет менее половины энергии, необходимой для сопоставимого по производительности вентилятора. Наконец, как утверждается, более простая конструкция повышает надежность охладителя и позволит экономить огромные суммы на ремонтах мобильных устройств. Стоит добавить, что работает DCJ почти бесшумно. Ознакомительные образцы новых кулеров уже доступны заинтересованным производителям. Когда тонкие, экономные и бесшумные охладители появятся в ноутбуках и планшетах - неизвестно. Однако известно, что разработку GE уже лицензировала компания Fujikura, специализирующаяся на выпуске систем охлаждения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025