Сверхзвуковые явления — ключ к наноэлектронике с чрезвычайно низкими потерями тепла

Спонтанно локализованные возбуждения могут быть прикреплены к кристаллической решетке — так называемые дискретные бризеры — или, альтернативно, могут перемещаться, и тогда их называют солитонами или волнами спонтанного одиночного возбуждения. Чтобы еще больше прояснить различия между двумя типами возбуждений, авторы разработали компьютерное моделирование. Они полагались на прямую интеграцию своей динамики (с использованием подхода, известного как стандартная методология Рунге-Кутта), после сильного начального внешнего импульса на единственном элементе решетки.

Авторы сосредоточили внимание на относительном влиянии сил, приводящих к этим возбуждениям в результате локальных и межузельных колебаний (соответствующих отдельным элементам решетки и относительным смещениям элементов, соответственно). При определенных условиях они обнаружили, что дискретные бризеры превращаются в настоящий солитон, движущийся со сверхзвуковой скоростью внутри решетки.Эти результаты подтверждают, что солитоны могут использоваться в качестве естественных носителей энергии, вещества или электрического заряда — в последнем случае путем передачи солитоноподобного движения зарядам, позволяя им «перемещаться» по солитонной волне.

Между тем, дискретные бризеры являются естественными ловушками для энергии и также могут использоваться в качестве носителей электрического заряда при определенных условиях.