Адаптивный полупроводник программируется светом

05.09.2026

Традиционный подход к развизвитю электроники имеет естественные ограничения: уменьшение размеров элементов становится сложнее, а их характеристики после изготовления практически невозможно изменить. Исследователи инженерного факультета Принстонского университета предложили иной путь. Вместо дальнейшего миниатюризирования существующих компонентов они разработали сверхтонкий полупроводниковый материал, способный менять свои свойства под воздействием света.

Новый материал имеет толщину всего в несколько молекул, но при этом обладает необычной способностью многократно перестраивать свои электрофизические характеристики. Обычные полупроводники, применяемые в компьютерах и бытовой электронике, в основном получают заданные свойства еще на этапе производства и затем реагируют на поступающие электрические сигналы. Разработка специалистов из Принстона ведет себя иначе: ее параметры можно изменять уже после изготовления устройства.

Секрет такой адаптивности заключается в сочетании сверхтонкой полупроводниковой основы со светочувствительными молекулами. При освещении лучами с различными длинами волн эти молекулы меняют свою пространственную конфигурацию. Такие структурные преобразования, в свою очередь, воздействуют на электронные характеристики расположенного рядом полупроводника. Таким образом, свет становится своеобразным инструментом программирования материала.

Эксперименты показали, что с помощью освещения можно не только включать или выключать определенные свойства, но и последовательно изменять их значение. Исследователи получили возможность программировать, стирать и заново настраивать электропроводность и оптический отклик материала. Особенно интересно то, что регулировка происходит плавно, а не ограничивается традиционной схемой бинарного переключения по принципу "включено - выключено". Это потенциально позволяет создавать электронные элементы с гораздо более гибким поведением.

Чтобы проверить технологию в более масштабном формате, разработчики изготовили однородный образец полупроводника размером 2,54 на 2,54 сантиметра. На его основе команда сформировала массивы программируемых электронных переключателей. Сейчас специалисты продолжают работу над следующим этапом - объединением таких элементов в полноценные электронные схемы, где способность материала изменять характеристики можно будет использовать уже не на уровне отдельного экспериментального образца.

Подобная архитектура способна изменить сам подход к созданию электронных устройств. Сегодня производитель фактически заранее определяет функциональные возможности большинства компонентов, а изменение их назначения после изготовления зачастую требует замены аппаратной части. Светопрограммируемый материал потенциально позволит переносить часть этой настройки на более поздний этап, когда устройство уже создано и эксплуатируется.

По мнению разработчиков, особенно интересными направлениями применения могут стать энергоэффективные сенсоры, оптоэлектронные системы и вычислительные устройства нового поколения. Возможность динамически изменять свойства электронных элементов может оказаться полезной там, где оборудование должно адаптироваться к изменяющимся условиям работы или выполнять разные задачи без замены аппаратных компонентов.

<< Назад: Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

>> Вперед: Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Сетевое хранилище QNAP TVS-882ST2 22.02.2017 Компания QNAP представила сетевое хранилище TVS-882ST2. Описание новинки производитель начинает с упоминания 14-нанометрового 4-ядерного процессора Intel Core i5-6442EQ шестого поколения с аппаратной поддержкой шифрования AES-NI. Хранилище рассчитано на восемь накопителей типоразмера 2,5 дюйма, оснащенных интерфейсом SATA 6 Гбит/с. Само оно оснащено двумя портами Thunderbolt 2, двумя портами 10GbE, двумя портами USB 3.1 (Type-C и Type-A) и двумя портами USB 3.0, а также видеовыходом HDMI с поддержкой видео 4K. Объем ОЗУ равен 8 ГБ. Его можно увеличить до 32 ГБ. Хранилище работает под управлением ОС QTS 4.3. Его можно использовать как DAS, NAS или iSCSI SAN. Интересной особенностью устройства является функция Thunderbolt to Ethernet (T2E) Converter, которая позволяет порту Thunderbolt работать как Ethernet-подключение. Она дает возможность подключать компьютеры без портов Ethernet к сети, не требуя дополнительных адаптеров. Как и другие хранилища QNAP такого класса, TVS-882ST2 поддерживает виртуализацию. Соответствующий компонент Virtualization Station позволяет запускать виртуальные машины с Windows, Linux, UNIX и Android; компонент Container Station включает технологии виртуализации LXC и Docker; а технология QvPC превращает TVS-882ST2 в ПК при условии подключения клавиатуры, мыши и монитора. Наконец, Linux Station дает возможность использовать TVS-882ST2 как персональный компьютер с Ubuntu. Габариты изделия равны 177 x 180 x 235 мм, масса - 3,97 кг.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026