Тель-Авивский Университет представляет: самая тонкая технология в мире
05.07.2021 19:25Новая технология позволяет хранить информацию на устройстве толщиной всего в два атома, используя туннельный эффект.
Беспрецедентный научный прорыв: исследователи из Тель-Авивского университета создали самую миниатюрную в мире технологию толщиной всего два атома!
По словам исследователей, новая технология предлагает способ хранения электрической информации в самом тонком устройстве, известном науке на данный момент, в одном из самых стабильных и инертных материалов в природе. Разрешенное квантово-механическое туннелирование электронов через атомарно тонкую пленку может значительно ускорить процесс считывания информации по сравнению с современными технологиями.
Исследование было проведено учеными из Школы физики и астрономии и Школы химии Тель-Авивского университета. В состав исследовательской группы входят Мааян Визнер Штерн, Ювал Вашиц, доктор Вей Цао, доктор Ифтах Нево, профессор Эран Села, профессор Майкл Урбах, профессор Одед Ход и доктор Моше Бен-Шалом. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
«Наше исследование было вызвано интересом к поведению атомов и электронов в твердых материалах, лежащему в основе многих технологий, обеспечивающих наш современный образ жизни», - рассказывает д-р Бен-Шалом. «Мы (и многие другие ученые) пытаемся понять, предсказать и даже контролировать удивительные свойства этих частиц, когда они конденсируются в упорядоченную структуру, которую мы называем кристаллом. В основе компьютера, например, лежит крошечное кристаллическое устройство, предназначенное для переключения между двумя состояниями, указывающими на разные ответы - «да» или «нет», «вверх» или «вниз» и т. д. Без этой дихотомии невозможно кодировать и обрабатывать информацию. Практическая задача состоит в том, чтобы найти механизм, обеспечивающий такие переключения в миниатюрном, быстром и недорогом устройстве.
Современные такие устройства состоят из крошечных кристаллов, содержащих всего около миллиона атомов (около сотни атомов в высоту, ширину и толщину), так что миллион таких устройств можно примерно миллион раз уместить в площадь одной монеты, при этом каждое устройство переключается со скоростью около миллиона раз в секунду.
И вот теперь исследователям Тель-Авивского университета впервые удалось уменьшить толщину кристаллических устройств до двух атомов. Доктор Бен-Шалом подчеркивает, что такая тонкая структура позволяет создавать память, основанную на квантовой способности электронов быстро и эффективно преодолевать барьеры толщиной всего в несколько атомов. Это может позволить значительно улучшить скорость, плотность и энергосбережение многих электронных устройств.
В исследовании использовался двумерный материал: слои бора и азота толщиной в один атом, расположенные в повторяющейся гексагональной структуре. В своем эксперименте ученые смогли нарушить симметрию этого кристалла, искусственно соединив два таких слоя. «В своем естественном трехмерном состоянии этот материал состоит из большого количества слоев, расположенных друг над другом, причем каждый слой повернут на 180 градусов относительно своих соседей (так называемая антипараллельная конфигурация)», - говорит д-р Бен-Шалом. «В лаборатории мы смогли искусственно сложить слои в параллельную конфигурацию без ротации, что гипотетически дало нам возможность идеально совместить атомы одного вида, несмотря на сильную силу отталкивания между ними (возникающую из-за их одинаковых зарядов). На самом деле кристалл все же слегка сдвигает один слой атомов по отношению к другому, так что только половина атомов каждого слоя полностью перекрывается, а те, которые перекрываются, имеют противоположные заряды, в то время как все остальные расположены над или внизу пустого места - центра шестиугольника. В этой конфигурации искусственного наложения слои существенно отличаются друг от друга. Например, если в верхнем слое перекрываются только атомы бора, то в нижнем - наоборот».
Доктор Бен Шалом отмечает, что теоретическая группа проделала большую работу, проведя множество компьютерных симуляций: «Вместе мы дошли до глубокого понимания того, почему электроны системы располагаются так, как мы это установили в лаборатории. Благодаря этому фундаментальному пониманию мы ожидаем захватывающих результатов и от других слоистых систем с нарушенной симметрией».
Мааян Визнер Штерн, аспирантка, руководившая исследованием, объясняет: «Нарушение симметрии, которое мы создали в лаборатории, и которого нет в природном кристалле, заставляет электрический заряд реорганизоваться между слоями и генерировать крошечную внутреннюю электрическую поляризацию перпендикулярно плоскости слоя. Когда мы прикладываем внешнее электрическое поле в противоположном направлении, система скользит вбок, меняя ориентацию своей поляризации. Эта "переключенная" поляризация остается стабильной даже тогда, когда внешнее электрическое поле выключается. В этом наша система похожа на "толстые" трехмерные сегнетоэлектрические системы, которые сегодня широко используются в технике».
«Способность преодолевать кристаллическую и электронную структуру в такой тонкой системе с уникальными поляризационными и инверсионными свойствами, возникающими из-за так называемых "слабых сил Ван-дер-Ваальса", действующих между слоями атомов, не ограничивается только кристаллом бора и азота», - добавляет доктор Бен Шалом. . «Мы ожидаем такого же поведения во многих слоистых кристаллах с соответствующими свойствами симметрии. Концепция скольжения слов атомов очень перспективна как новый оригинальный и эффективный способ управления современными электронными устройствами, и мы даже дали ей название - Slide-Tronics».
Мааян Визнер Штерн заключает: «Мы взволнованы открытием того, что может происходить новых состояниях, которые мы навязываем природе, и полагаем, что можно создать подобные структуры с дополнительными степенями свободы. Мы надеемся, что применение этой технологии улучшит современные электронные устройства и позволит использовать другие новые методы управления информацией в приборах, которые еще предстоит создать. Мы ожидаем, что эта технология будет применяться не только в компьютерах, но и датчиках, накопителях и преобразователях энергии, устройствам, взаймодействующим со светом и т.п. Наша задача теперь - найти новые подобные кристаллы с большим числом степеней свободы скольжения».
Исследование финансировалось за счет поддержки Европейского исследовательского совета (стартовый грант ERC), Израильского научного фонда (ISF) и Министерства науки и технологий Израиля.
Источник: MFA
Фото: скриншот видео/Тель-Авивский университет/YouTube
Читайте также:

Израильские ученые показали, как бактерии обходят систему защиты при обмене ДНК
Открытие поможет бороться с устойчивостью бактерий к антибиотикам.
Израильские ученые: летучие мыши продемонстрировали человеческие способности
Израильские ученые: летучие мыши свободно ориентируются в пространстве,...
Израильские ученые создали самовосстанавливающееся стекло
Ученые считают, что дальнейшие исследования приведут к широкому спектру применений нового материала.
Израильские учёные записали разговоры помидоров
Исследователи из Тель-Авивского университета впервые в мире смогли записать звуки, издаваемые растениями.
В Тель-Авивском университете создан робот, умеющий «нюхать»
Новая технологическая разработка Тель-Авивского университета впервые дала роботу возможность...Лента новостей:

Министр иностранных дел Южного Судана впервые посетил Иудею и Самарию
В рамках официального визита в Израиль министр иностранных дел Южного Судана Мондей Семайя Кумба впервые...
Отчет ЦАХАЛа: в Газе атакованы террористы и объект ХАМАСа по производству оружия. Видео
ВВС ЦАХАЛа атаковали в районе Аль-Фуркан объект ХАМАСа, на котором производили...
ЦАХАЛ призвал эвакуироваться жителей юго-востока города Газа
Ожидается нанесение ЦАХАЛом ударов по целям в городе Газа.
Axios: США хотят взять под контроль гуманитарную помощь Газе
"Проблема голода в Газе обостряется. Дональду Трампу это не нравится."
Выступление министра иностранных дел Гидеона Саара на специальном заседании Совета Безопасности ООН
Выступление министра иностранных дел Гидеона Саара на специальном заседании Совета...
«Хизбалла» отвергла призывы к разоружению
«Хизбалла» выразила несогласие с решением правительства Ливана о ее разоружении.
В Греции пройдёт «День действий» против израильтян
Греческие пропалестинские организации планируют провести 10 августа акцию против израильских туристов.
Германские СМИ: значительная часть фото из Газы – постановка ХАМАСа
Согласно публикации, на юге сектора ХАМАС полностью контролирует производство изображений.
Пассажиру Iberia выдали «пропалестинский» кошерный обед
Пассажиру еврейского происхождения, летевшему авиакомпанией Iberia, выдали кошерный обед с надписью «Свободу Палестине».
Сирийские правительственные войска нарушили перемирие с друзами
За последние 24 часа, по информации SOHR, погибли девять человек: четыре друзских ополченца и пять солдат правительственных...
В мае израильские стартапы привлекли 550 млн долл
Израильский технологический сектор продолжает демонстрировать устойчивость и привлекательность...
Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл
Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере...
Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год
Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Израильский туризм: теперь на подъем или дальше в пропасть?
Во время войны самый сильный экономический удар пришелся именно по туристической отрасли и в первую очередь...
Шпионский стартап, в который вложился Эхуд Барак, продан почти за миллиард
Значительная часть сделки будет оплачена наличными.
Марсианские ледники оказались практически чистым льдом. Израильское исследование
Исследование израильских ученых меняет взгляд на прошлое планеты и...
Израильские учёные подслушали «разговоры» растений
Это открытие позволяет предположить существование невидимой экосистемы.
Израильские физики разработали метод обнаружения темной материи с помощью ядерных часов
Почти столетие ученые безуспешно пытаются обнаружить темную материю различными способами...
Из Флориды запущен в космос израильский спутник связи «Дрор-1»
Израильский спутник связи "Дрор-1" запущен в космос с мыса Канаверал, штат Флорида (США).
Израильские ученые с помощью дронов и ИИ научились оценивать состояние культурных растений
Израильские ученые разработали систему мониторинга сельскохозяйственных...
Эфрат Перец-Томер, старший клинический психолог южного округа «Меухедет», объясняет, как создать адаптированную к обстоятельствам рутину, которая поможет детям более спокойно пережить это сложное время.

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»
В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
В Израиле впервые пересадили искусственное сердце
В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом
Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Прощайте, длинные очереди: новые услуги, которые обеспечат вам качественную и быструю медицинскую помощь
Сегодня в Израиле остро ощущается нехватка врачей-специалистов. Эта ситуация знакома...
Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК
"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл
Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
«Битуах Леуми» меняет схему оплаты за резервистскую службу: вы получите больше
"Битуах Леуми" изменяет систему оплаты компенсации за резервистскую...
5 ловушек в автостраховке, о которых не предупреждает реклама, — и как не попасть на тысячи шекелей, «экономя» пару сотен
Все базовые полисы автострахования...
Пошлины Трампа: последствия для Израиля
Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Израиль отменил все пошлины на импорт из США
Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Документальный фильм «Малахи», снятый режиссерами Идо Багатом и Ноамом Демским — жителем Гуш-Эциона, — был удостоен премии «Диамант» за лучший документальный фильм и приза за монтаж на Иерусалимском международном кинофестивале. Работа была создана при участии Кинофонда Шомрона и вскоре будет показана на телеканале «Кан 11».

Голосование зрителей на Евровидении заткнуло рот ненавистникам Израиля
Юваль Рафаэль поразила весь мир, заняв второе место на конкурсе Евровидение, который прошел в Базеле.
Празднуем День независимости в сердце страны: фестиваль в парке Нахаль Кане, Самария
В предстоящий День независимости (1 мая) Региональный совет Шомрон и Еврейский национальный фонд (ККЛ)...
Спилберг возглавил список богатейших селебрити от Forbes
Режиссер Стивен Спилберг возглавил список богатейших знаменитостей мира по версии журнала Forbes.
В Сиднее прошёл крупнейший марш "за Палестину", в коем приняли участие десятки тысяч. Шеймили Израиль, скорбели по умученным детишкам, не еврейским, разумеется. Несли портреты, кого бы вы думали? Хаменеи - известного гуманиста и борца за всё хорошее. В общем, всё как у них, светлых, водится. С небольшими вариациями повсеместно. Ну что можно сказать себе и миру по этому поводу - продолжаем рыть себе могилу.

Рим и Иерусалим. Время выбора
Почти две тысячи лет назад на Ближнем Востоке завершилась мировая битва...
«Дрезденская история» для Газы
Если 80 лет назад действия RAF критиковать было сложно: Stukas, U-Boat и ФАУ-2...
Другого варианта выжить и быть сильнее у нас нет
"Ровно 7 лет назад, 19.7.2018, был утвержден 'Хок АЛеом', Основной закон, определивший официально Израиль...
Как решить социоэкономическую проблему харедим
"Тот, кто думает, что израильская армия станет сильнее, если в нее загнать силой тысячи людей с нулевой мотивацией...
Печальная дата или второй день рождения для Президента Трампа?
13-го июля 2024 года, 6:10 вечера по времени НЙ. В этот момент раздались выстрелы в тогда...
Репатриация в условиях войны: психологическая поддержка новых репатриантов
Сегодня тысячи новых репатриантов в Израиле оказались в ситуации,...
Организация «Маса» удостоена «Иерусалимской премии за вклад в единство еврейского народа»
В резиденции президента Израиля в Иерусалиме...
Празднуем Песах на иврите: что нужно знать новым репатриантам
Вы, конечно, знаете, что такое маца. А Агада? А херут? Если вы новый репатриант, вам пригодятся базовые слова и фразы на иврите, связанные с...
Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?
В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно остановило программу «Ваучер» по изучению...
Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ
Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в...
Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»
После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Наши резервы
Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Проверка Бузагло
"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."