Выращены квантовые точки для электроники будущего

24.01.2019

Сингапурские специалисты перевернули с ног на голову принцип создания квантовых точек дихалькогенидов переходных металлов - материалов будущего, схожих по открывающимся возможностям с графеном.

Двумерные дихалькогениды переходных металлов (TMD), такие как молибдениты (MoS2), обладающие схожей с графеном структурой, считаются материалами будущего с широким спектром применения. Из них можно делать сенсоры, катализаторы, фотодетекторы и устройства хранения энергии. Аналог этих материалов - квантовые точки - еще больше расширяет оптические и электронные свойства TMD.

Однако синтез дихалькогенидов переходных металлов - непростая задача. Обычно это выглядит так: минеральную руду измельчают до наномасштаба физическим или химическим путем, а затем очищают в несколько этапов. В случае квантовых точек процесс еще более сложный из-за их крошечного размера.

Новый подход, предложенный учеными Национального университета Сингапура, построен на другом принципе. Исследователи научились создавать квантовые точки определенного размера "снизу вверх": через реакцию оксидов или хлоридов переходных металлов с предшественником халькогенов. Этот метод позволил синтезировать семь видов квантовых точек и изменить их электронные и оптические свойства.

Для того чтобы продемонстрировать свой метод в действии, ученые создали прототип биомедицинского устройства для фотодинамической терапии из квантовых точек MoS2. В современной онкологии для фотодинамической терапии используют светочувствительные органические компоненты, которые уничтожают раковые клетки под воздействием окислительного стресса. Эти органические вещества могут оставаться в организме в течение нескольких дней, и пациентам в это время советуют воздержаться от воздействия ярких лучей.

Квантовые точки TMD представляют собой щадящую альтернативу, поскольку молибден и некоторые другие переходные металлы быстро усваиваются организмом. Однако потенциал квантовых точек TMD выходит далеко за пределы биомедицины. Сингапурские исследователи работают над их оптимизацией и надеются найти им применение в дисплеях нового поколения, электронике и солнечных элементах.

Американские ученые считают, что атомно-тонкие полупроводники из дихалькогенидов переходных металлов позволят в миллион раз разогнать компьютеры и повысить энергоэффективность хранения информации. По их оценке, такие полупроводники потенциально могут обрабатывать информацию со скоростью фемтосекунд.

<< Назад: Камера в стилусе 24.01.2019

>> Вперед: Обычные собаки приняли робота в свою компанию 23.01.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Курение отупляет 02.12.2024

Курение давно известно как фактор риска для множества заболеваний, но его влияние на умственные способности исследуется относительно недавно. Группа ученых из Университета штата Огайо провела масштабное исследование, результаты которого показали: курение связано с ухудшением когнитивных функций, особенно в среднем возрасте. В рамках работы исследователи проанализировали данные 136 тысяч человек старше 45 лет. Участники исследования были разделены на группы: активные курильщики и те, кто бросил курить недавно. Основной задачей было изучить, как их привычка влияет на здоровье мозга. Наиболее заметная связь между курением и ухудшением когнитивных способностей была обнаружена в возрастной группе от 45 до 59 лет. Ученые подчеркивают, что отказ от курения в этом возрасте может принести значительную пользу не только физическому, но и ментальному здоровью. Помимо снижения рисков сердечно-сосудистых и дыхательных заболеваний, прекращение курения может сохранить умственные способности, так ...>>

Технология точного распыления Greeneye Technology 02.12.2024

Израильская компания Greeneye Technology разработала уникальную систему точного распыления, основанную на искусственном интеллекте. Эта технология уже продемонстрировала впечатляющие результаты в США и готовится к первым испытаниям на австралийских полях. Основной особенностью технологии Greeneye является возможность точного распыления гербицидов исключительно на сорняки. Это решение позволило сократить использование остатков гербицидов в среднем на 87%, что снижает затраты фермеров и минимизирует экологический вред. Перенос этой технологии в Австралию станет важным шагом к повышению эффективности сельского хозяйства в регионе. Для продвижения технологии в Австралии Greeneye Technology сотрудничает с компанией Croplands, базирующейся в Аделаиде. Croplands, имея сильное региональное присутствие, уже давно зарекомендовала себя в области продажи и обслуживания систем точного опрыскивания. Финансовую поддержку проекту оказывает Grains Research and Development Corporation, что подчерк ...>>

Раковые клетки погибают в невесомости 01.12.2024

Исследователи из Сиднейского технологического института (Австралия) выяснили, что микрогравитация губительна для раковых клеток. В условиях, имитирующих невесомость, погибает до 90% злокачественных клеток - и это без применения лекарств. Для изучения этого явления ученые построили микрогравитационный стимулятор - специальное устройство, воспроизводящее условия невесомости. В этом аппарате они размещали культуры клеток различных видов рака, включая опухоли яичников, молочной железы, носа и легких. Через 24 часа результаты превзошли ожидания: от 80% до 90% раковых клеток подверглись гибели. Примечательно, что микрогравитация практически не оказывала аналогичного разрушительного эффекта на здоровые клетки. Несмотря на впечатляющие результаты, механизм, объясняющий, почему раковые клетки так чувствительны к микрогравитации, пока остается загадкой. Известно, что недостаток гравитации вызывает серьезные изменения в человеческом организме, например, снижение костной массы у космонавт ...>>

Скоростная зарядка для литий-ионных батарей электромобилей 01.12.2024

Исследователи из Университета Ватерлоо представили усовершенствованную литий-ионную батарею, которая позволяет заряжать электромобили с 0% до 80% всего за 15 минут. Это открытие может значительно изменить восприятие электротранспорта и его доступность. Сегодня даже станции быстрой зарядки требуют около часа, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля. Это становится барьером для многих потребителей, привыкших к удобству традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Цель ученых из Ватерлоо - сократить время зарядки в четыре раза, что сделает использование электротранспорта гораздо удобнее. Ключ к успеху новой технологии лежит в усовершенствовании анодов литий-ионных аккумуляторов. Исследователи использовали модернизированный графит с повышенной электропроводностью. Эта модификация не только ускоряет процесс зарядки, но и увеличивает срок службы батареи. Разработанная модель аккумулятора способна выдерживать до 800 циклов зарядки без значительного ухудшения характерист ...>>

Активация забытых воспоминаний 30.11.2024

Память человека - это не просто хранилище событий и фактов, но и сложный механизм, который позволяет нам восстанавливать доступ к давно пережитой информации. Недавние исследования ученых проливают свет на удивительные процессы, связанные с возвращением "утраченных" воспоминаний. Международная команда исследователей провела эксперимент с участием грызунов, чтобы понять, как формируются и активируются ассоциативные воспоминания. Животных научили связывать нейтральный стимул, например, звук звонка, с неприятным воздействием - легким ударом по лапе. После нескольких повторений грызуны начинали заранее ожидать удара, как только слышали звонок. Далее, с помощью метода оптогенетической стимуляции, ученые активировали нервные клетки, ответственные за эту ассоциацию. Это привело к тому, что даже без звонка или удара животные демонстрировали поведение, указывающее на восстановление связи между стимулом и воздействием. Схожие механизмы можно наблюдать у людей. Часто мы сталкиваемся с фен ...>>

Случайная новость из Архива Вечная флэш-память 11.12.2012 Новая технология позволяет увеличить максимальное число циклов перезаписи во флэш-памяти с 10 тыс. до 100 млн. Ученые из компании Macronix, расположенной в тайваньском городе Синьчжу, разработали технологию, способную избавить флэш-память от эффекта старения. Эффект старения является одним из недостатков флэш-памяти, который наряду с другими факторами - прежде всего стоимостью - препятствует ее массовому распространению. Дело в том, что постоянное воздействие на ячейки высокого напряжения изнашивает их, и со временем они утрачивают способность принимать четкое логическое состояние. Современная флэш-память утрачивает способность надежно хранить информацию спустя 10 тыс. циклов перезаписи. В случае с USB-накопителем, который также основан на флэш-памяти, это не имеет значения ввиду, как правило, короткого срока эксплуатации. Однако для SSD-накопителей, которыми оснащаются ноутбуки, это важно, так как срок эксплуатации компьютера может составлять несколько лет. Еще большее значение этот показатель имеет для корпоративных систем хранения данных, с высокой нагрузкой. Задавшись целью повысить жизнеспособность флэш-памяти, ученые обратили внимание на тип памяти, основанной на фазовом состоянии вещества. В фазовой памяти ячейка меняет свою проводимость при нагреве. Исследователи обнаружили, что аналогичный нагрев ячейки во флэш-памяти оказывает эффект восстановления. Вслед за этим открытием ученые модифицировали чип обычной флэш-памяти, добавив в него крошечные нагреватели для групп ячеек. Нагревая ячейки до температуры 800 °C в течение нескольких миллисекунд, они смогли продлевать их жизненный цикл. По словам представителя Macronix Хан-Тина Люэ (Hang-Ting Lue), в лабораторных условиях они смогли продлить срок службы флэш-памяти до 100 млн циклов перезаписи. Но в компании утверждают, что теоретический предел может достигать 1 млрд циклов. У исследователей пока не было возможности понять этот предел, так как тестирование займет несколько месяцев.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024