Достижения Valleytronics могут помочь расширить закон Мура: прорыв включает в себя управление уровнями энергии между электронными долинами в двумерных полупроводниках.

Новая область физики, стремящаяся к таким достижениям, называется долинтроникой, которая использует «долинную степень свободы» электрона для хранения данных и логических приложений. Проще говоря, впадины — это максимумы и минимумы энергии электронов в кристаллическом твердом теле. Метод контроля электронов в разных долинах может дать новые сверхэффективные компьютерные микросхемы.Команда Университета Буффало во главе с Хао Цзэном, доктором философии, профессором факультета физики, работала с учеными всего мира, чтобы открыть новый способ разделения уровней энергии между долинами в двумерном полупроводнике.

Работа описана в исследовании, опубликованном сегодня в Интернете (1 мая 2017 г.) в журнале Nature Nanotechnology.Ключом к открытию Цзэна является использование ферромагнитного соединения для разделения долин и поддержания их на разных уровнях энергии. Это приводит к увеличению расстояния между энергиями долин в 10 раз больше, чем при приложении внешнего магнитного поля.

«Обычно в этих атомарно тонких полупроводниках есть две впадины с точно такой же энергией. В терминах квантовой механики они называются« вырожденными энергетическими уровнями ». Это ограничивает нашу способность контролировать отдельные впадины. Чтобы сломать это вырождение, можно использовать внешнее магнитное поле. . Однако расщепление настолько мало, что вам придется обратиться в Национальную лабораторию сильных магнитных полей, чтобы измерить значительную разницу в энергии. Наш новый подход делает долины более доступными и более легкими для контроля, и это может позволить долинам быть полезными для будущее хранение и обработка информации ", — сказал Цзэн.

Самый простой способ понять, как долины могут использоваться при обработке данных, — это представить себе две впадины бок о бок. Когда одна долина занята электронами, переключатель находится в положении «включено». Когда другая долина занята, переключатель находится в положении «выключено».

Работа Цзэна показывает, что долины можно расположить таким образом, чтобы устройство можно было «включать» и «выключать» с помощью небольшого количества электричества.Микроскопические ингредиентыЦзэн и его коллеги создали двухслойную гетероструктуру с пленкой магнитного EuS (сульфида европия) толщиной 10 нанометров на дне и одним слоем (менее 1 нанометра) дихалькогенида переходного металла WSe2 (диселенид вольфрама) наверху.

Магнитное поле нижнего слоя вызывало энергетическое разделение долин в WSe2.Предыдущие попытки разделить долины включали приложение очень сильных магнитных полей извне. Считается, что эксперимент Цзэна является первым случаем, когда ферромагнитный материал был использован в сочетании с атомарно тонким полупроводниковым материалом для разделения энергетических уровней долины.«Пока у нас есть магнитный материал, долины останутся обособленными», — сказал он. «Это делает его ценным для приложений с энергонезависимой памятью».

Атос Петру, заслуженный профессор кафедры физики UB, измерил разницу энергий между разделенными долинами, отражая свет от материала и измеряя энергию отраженного света.«Обычно мы получаем такие результаты только раз в пять или 10 лет», — сказал Петру.Расширение закона Мура

Эксперимент проводился при 7 градусах Кельвина (-447 по Фаренгейту), поэтому любое повседневное использование этого процесса — далекое будущее. Однако доказательство того, что это возможно, — это первый шаг.

«Причина, по которой люди действительно воодушевлены этим, заключается в том, что закон Мура [который гласит, что количество транзисторов в интегральной схеме удваивается каждые два года], по прогнозам, скоро закончится. Он больше не работает, потому что достиг своего фундаментального предела», — сказал Цзэн. сказал.

«Современные компьютерные микросхемы полагаются на движение электрических зарядов, которое генерирует огромное количество тепла по мере того, как компьютеры становятся более мощными. Наша работа действительно подтолкнула Valleytronics на шаг вперед в решении этой проблемы».

В исследование внесли вклад аспиранты-физики из UB: Чуан Чжао, Тензин Норден, Пейяо Чжан, Фань Сун; плюс исследователи из Нанкинского технического университета и Сианьского университета Цзяотун в Китае; Университет Ватерлоо в Канаде; Университет Небраски в Омахе; и Университет Крита в Греции.


13 комментариев к “Достижения Valleytronics могут помочь расширить закон Мура: прорыв включает в себя управление уровнями энергии между электронными долинами в двумерных полупроводниках.”

  1. Дмитриева Регина

    Что он такого сделал за что его можно считать "политическим трупом"?

  2. Капитонова Анастасия

    Расскажи как твой дед в гражданскую уничтожал интеллигенцию, которая под триколором ходила с Георгиевскими ленточками!

  3. Виктор Остапович

    Автомобилестроение это разработка, проектировние, налаживание техпроцессов. А защелкивание колпака и прикручивание шмльдика это не автомобилестроение. Оно умерло после Славуты.

  4. Василиса Святославовна

    Карлик, Кожедуб из Сум, но Покрышкин из Новосибирска))). Кожедуб летал на Ла 5, Ла 7, а Покрышкин на Аэрокобре .

  5. Камалов Николай

    И вообще, при покупке Вейрона тебя таможня волновать не должна)))

  6. Каждый президент Украины продаёт самолёты, Порошенко Ан 132 Аравии, Зеленский Ан 178 в Перу и Турции))).

  7. Еще раз спрошу! Зачем убили Александра Семенова "Рабфак" ? За то что он написал "НАШ ДУРДОМ ГОЛОСУЕТ ЗА ПУТИНА"? Так этож правда!!! Если не слышали, не смотрели то на Ютюбе клип хоть куда, вся ваша великая в одном только клипе!

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *