Создана самая сложная на сегодняшний день электронная схема на основе шести углеродных нанотрубок, содержащая 46 полевых транзисторов
Ни для кого не является секретом, что приблизительно к 2020 году электроника, основанная на кремниевых полупроводниках, достигнет пределов, после которых из-за физических ограничений будет невозможно уменьшать размеры транзисторов и наращивать их быстродействие. Для преодоления этой граничной черты потребуются совершенно новые технологии, которые позволят продолжать миниатюризацию электроники, выдерживая темпы, диктуемые темпами развития современных технологий. Одним из перспективных методов является использование полевых транзисторов (field-effect transistor, FET) на основе углеродных нанотрубок (carbon nanotube, CNT). Созданные на текущий момент опытные образцы таких транзисторов обладают потрясающими характеристиками, а их размеры составляют нанометры. Тем не менее, на сегодняшний день еще не существует технологий, которые позволял наладить производство "нанотрубочных" транзисторов (CNT-FET) в промышленных масштабах.
Многие группы ученых работают над решением вышеупомянутой проблемы и достаточно значительных успехов в этом удалось добиться группе Тиэн Пея (Tian Pei) из Пекинского университета, Китай. Они разработали модульный метод, при помощи которого можно создавать сложные интегральные схемы, построенные на базе CNT-FET транзисторов. Для демонстрации возможностей разработанной ими технологии исследователи изготовили схему управления 8-битной магистральной шины, которая состоит из 46 транзисторов, располагающихся на поверхности шести углеродных нанотрубок. Эта схема является самой сложной на сегодняшний день схемой такого вида, но процесс ее изготовления позволит в недалеком будущем производить схемы более высокого уровня сложности.
Основной проблемой, с которой исследователи сталкиваются, пытаясь использовать углеродные нанотрубки, является их неоднородность. Во всей массе получаемых нанотрубок практически невозможно встретить две абсолютно одинаковые нанотрубки, они обязательно различаются длиной, диаметром и наличием дефектов в различных местах. Кроме этого, получаемые нанотрубки, в силу особенностей их структуры, могут быть как полупроводниками, так и проводниками. И, хотя, уже существуют методы сортировки нанотрубок, они в большинстве случаев приводят к повреждению структуры и ухудшению их электрических свойств.
Для того, чтобы обойти проблему неоднородности нанотрубок, исследователи обычно строят схемы из единственной нанотрубки, на поверхности которой могут располагаться от силы пару десятков транзисторов. Это сильно сужает функциональность электронных схем, которые ограничиваются пока простейшими логическими и арифметическими элементами.
Разработанная китайскими учеными технология позволяет создавать достаточно сложные схемы, используя несколько разных нанотрубок, невзирая на их неоднородность и различие в свойствах. Этого удалось добиться за счет модульного подхода, при котором в качестве основного связующего модуля выступает схема из восьми транзисторов, созданная из двух нанотрубок с различными свойствами. Эта схема, называемая 8-T, является основным блоком из которых составляют более сложные схемы.
Схема 8-T может выступать в качестве базового модуля широкого ряда электронных схем, из которых можно, как из кирпичиков составлять устройства по сложности не уступающие современным микропроцессорам. И эти устройства будут отличаться от их кремниевых аналогов более высокими скоростями работы и крайне низким количеством потребляемой энергии.
"При помощи нашей технологии мы в самом ближайшем будущем планируем создать интегральные схемы, которые выигрывают у кремниевых схем практически по всем параметрам. Нанотрубочные схемы будут гораздо меньше кремниевых, они гораздо быстрее их и потребляют намного меньше энергии. Схемы могут сохранять работоспособность в условиях крайне низких температур и высокого уровня ионизирующего излучения, что позволит использовать их в космосе. Нанотрубочные схемы также работают при относительно высоких температурах, что позволит в некоторых случаях отказаться от систем охлаждения. Схемы из углеродных нанотрубок можно будет изготавливать на прозрачных и гибких основаниях, которые при условии использования определенных материалов, будут обладать биологической совместимостью".
В Нижнем Новгороде запустят один из мощнейших суперкомпьютеров в мире
26 мая в Нижегородском государственном университете имени Н.И. Лобачевского запустят один из самых мощных суперкомпьютеров в мире, который получил название «Лобачевский», в честь великого математика.
Новейший вычислительный кластер «Лобачевский» с пиковой производительностью 570 Tflops являетсятретьим по мощности среди суперкомпьютеров, имеющихся в российских вузах, и входит в ТОП-100 мощнейших суперкомпьютеров мира.
Суперкомпьютер «Лобачевский» был приобретен для использования на факультете вычислительной математики и кибернетики Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского по программе «Национальный исследовательский университет».
«Лобачевский» предназначен для решения сложных и трудоемких вычислительных задач в различных областях науки и техники. В частности, таких, как моделирование живых систем; моделирование и расчеты сложных механических пространственных конструкций; прогнозирование и моделирование экологических и динамических процессов в разных сферах применения.
Сообщается также, что в мероприятии примут участие заместитель губернатора области Дмитрий Сватковский, заместитель министра образования и науки РФ Александр Повалко, министр информационных технологий, связи и СМИ Нижегородской области Сергей Кучин, президент Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского, председатель Совета ректоров приволжского федерального округа Роман Стронгин, ректор ННГУ Евгений Чупрунов.
Источник: naked-science.ru.
Эксперимент: частицы из шести кварков существуют
Физикам удалось доказать существование экзотических частиц, состоящих из шести кварков. В известных до сегодняшнего дня элементарных частицах было самое большее три кварка.
В течение долгого времени были известны лишь два различных вида адронов: мезоны, состоящие из кварка и антикварка, и барионы из трех кварков. К последним относятся протоны и нейтроны, из которых строятся ядра атомов.
В последние годы, однако, появились указания о существовании других, гибридных видов адронов. Подобные частицы были предсказаны еще в 1964 году Фрименом Дайсоном, однако доказать их существование экспериментально не удавалось.
В последнее время сразу несколько групп физиков сообщили об открытии экзотических частиц, состоящих из четырех кварков − тетракварков.
В 2011 году в исследовательском центре в Юлихе на ускорителе COSY впервые удалось получить указание о существовании «дибарионов» из шести кварков. Эти частицы могут существовать лишь в течение доли секунды и их наличие подтверждается исключительно с помощью продуктов распада.
Хотя данные, полученные на COSY, и были достаточно достоверны, их не удалось повторить ни на одном другом ускорителе. Поэтому немецким физикам пришлось искать новые пути для доказательства существования «двойных барионов».
В новом эксперименте ученые решили бомбардировать протонную мишень ядрами тяжелого водорода, ускоренными до энергий порядка 2,380 Мэв. Именно в этой энергетической области во время прошлых испытаний возник необходимый резонанс.
При возникновении шестикварковой частицы угол, под которым отлетают столкнувшиеся частицы, должен был измениться, и это изменение могли зарегистрировать точные приборы.
Новый эксперимент подтвердил существование шестикварковой частицы, которую физики окрестили d*(2380). Открытым остается вопрос, идет ли речь об элементарной частице из шести кварков или же о так называемой «адронной молекуле», состоящей из двух барионов.
Ученые считают, что их результаты открывают широкую дорогу для исследований новых экзотических состояний в субатомной физике.
Источник: naked-science.ru.
4D-принтеры будут создавать вещи, меняющие форму
Новые материалы, реагирующие на жидкость, тепло или свет, позволят создавать мебель и одежду, изменяющие свою форму. Фактически, к статическим предметам, выходящим из 3D-принтера, добавится новое измерение − их изменение во времени.
Представьте себе одежду, которая будет сама разворачиваться, формируясь у вас на глазах. Ученыеразрабатывают технологию 4D-печати, использующую «умные материалы», самостоятельно меняющие форму.
Такие материалы представляют собой комбинации различных типов волокна и пластика, которые реагируют на контакт, например, с водой или теплом.
Вещи, напечатанные из «умных материалов», будут свертываться, развертываться, сужаться и расширяться. Именно поэтому такой процесс окрестили «4D-печатью».
Основной разработчик нового изобретения − Скайлар Тиббитс из Массачусетского технологического института, работающий бок о бок с компанией Stratasys, специализирующейся на производстве с помощью передовых компьютерных технологий.
Нас заинтересовал вопрос, можно ли распечатать вещи, которые смогут изменять свои свойства и свою форму так, как мы их запрограммировали. Мы решили назвать такой процесс 4D-печатью, поскольку к статическим распечатанным объектам добавляется новое измерение − их развитие со временем.
Например, дизайнер Джесси Луис-Розенберг из Массачусетса надеется использовать 4D-печать для создания одежды, которая будет распечатываться в компактной форме, а затем самостоятельно разворачиваться.
Для своей работы дизайнер вначале просканирует тело клиента, чтобы распечатанная одежда сидела на нем как влитая, а затем сделает заказанный дизайн, скажем, костюма, состоящий из нескольких сегментов.
Компьютер обработает детище Луиса-Розенберга так, чтобы оно могло быть распечатано на обычном 3D-принтере. Клиенту, закачавшему себе на компьютер необходимые файлы, останется лишь отпечатать свою одежду, которая затем самостоятельно развернется для него.
Источник: naked-science.ru.
Свежие комментарии