Тель-Авивский Университет представляет: самая тонкая технология в мире

05.07.2021 19:25

Новая 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

115

Читайте также:

Наука и технологии
24.06.2024

Израильские ученые создали самовосстанавливающееся стекло

Ученые считают, что дальнейшие исследования приведут к широкому спектру применений нового материала.
Наука и технологии
9.04.2023

Израильские учёные записали разговоры помидоров

Исследователи из Тель-Авивского университета впервые в мире смогли записать звуки, издаваемые растениями.
Наука и технологии
17.01.2023

В Тель-Авивском университете создан робот, умеющий «нюхать»

Новая технологическая разработка Тель-Авивского университета впервые дала роботу возможность...

Лента новостей:

Израиль
Израиль
5.10.2026

Ликвидирован командир «Нухбы», участвовавший в нападении 7 октября

ЦАХАЛ и ШАБАК сообщили о ликвидации в Нусейрате командира взвода «Нухбы» ХАМАСа Ибрагима Абу Уэймера,...
Израиль
5.10.2026

Попытка теракта в Биньямине: террорист с ножом нейтрализован, второго разыскивает ЦАХАЛ

Возле фермы «Ханания» в районе Биньямина палестинский террорист, вооруженный...
Израиль
5.10.2026

Попытка теракта возле Бани-Наим: автомобиль протаранил машину ЦАХАЛа

Возле Бани-Наим, в Иудее, в районе ответственности бригады «Иегуда» автомобиль протаранил машину израильских...
Израиль
5.10.2026

ЦАХАЛ провел церемонии памяти к третьей годовщине резни 7 октября

В ЦАХАЛе прошли памятные мероприятия к третьей годовщине резни 7 октября; на базе Зиким в церемонии участвовали начальник Генштаба Эяль...
В мире
В мире
23.09.2026

Предотвращен теракт против еврейской общины Манчестера

Двое мужчин задержаны в центре Манчестера по подозрению в подготовке нападения на еврейскую общину; операция...
В мире
23.09.2026

Трамп в ООН: сделка с Ираном или «полное уничтожение Исламской Республики»

Президент США Дональд Трамп, выступая во вторник, 22 сентября, на 81-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН в Нью-Йорке,...
В мире
9.09.2026

Глава МИД Гидеон Саар открыл посольство Израиля в Словении

Министр иностранных дел Гидеон Саар торжественно открыл посольство Израиля в Словении. Это первое в истории постоянное...
В мире
2.09.2026

Трамп предложил переименовать Ормузский пролив в «пролив Трампа»

Президент США Дональд Трамп предложил переименовать Ормузский пролив в «пролив Трампа».
Бизнес
Бизнес
3.08.2026

Лето в бокале: освежающие коктейли AMOR для ярких вечеров

Лето создано для лёгкости, новых впечатлений и красивых моментов. Вечер на балконе, встреча с друзьями,...
Бизнес
6.07.2026

Grant's 12 Years Triple Wood: три бочки, которые меняют характер виски

В мире шотландского виски срок выдержки уже давно перестал быть единственным...
Бизнес
25.06.2026

Отмечаем День независимости США американским виски: культовые бренды, любимые вкусы и настоящая свобода

4 июля отмечается День независимости США – веселье, традиции и хорошая еда. Нет лучшего способа...
Бизнес
14.04.2026

Duty Free возвращается: James Richardson возобновляет полную работу в Бен-Гурионе

После длительного периода ограничений магазины James Richardson Duty Free в аэропорту...
Наука и технологии
Наука и технологии
5.08.2026

Учёба в Ариэле: строим будущее в Израиле

Ариэльский университет – это израильский исследовательский университет, который сочетает академическое превосходство,...
Наука и технологии
4.08.2026

Сине-белый интеллект: Израиль берет курс на мировое лидерство в ИИ

Израиль переходит к практической реализации национальной программы, главной целью которой...
Наука и технологии
4.06.2026

В Израиле внедрят новую систему для обмена данными между министерствами

Разработанная для армии технология поможет государственным ведомствам быстрее обмениваться информацией, принимать...
Наука и технологии
20.05.2026

Маск: Израиль — мировой лидер по инновациям на душу населения

Илон Маск высоко оценил израильскую технологическую индустрию и назвал Израиль одним из мировых лидеров по количеству...
Медицина
Медицина
1.09.2026

Нетаниягу открыл учебный год в школе в Рамле

Премьер-министр Биньямин Нетаниягу открыл учебный год в школе в Рамле и пожелал всем учащимся Израиля успешного и плодотворного...
Медицина
20.08.2026

Минздрав: обнаружены комары, зараженные вирусом лихорадки Западного Нила

Министерство охраны окружающей среды и Министерство здравоохранения сообщают об обнаружении комаров, зараженных вирусом...
Медицина
18.08.2026

Минздрав: загрязнение водоемов на севере

Министерство здравоохранения и Министерство охраны окружающей среды сообщают о превышении допустимых показателей загрязнения воды...
Медицина
13.08.2026

Респираторные вирусы в разгар лета

У каждого второго ребёнка больничная касса «Меухедет» диагностировала респираторное заболевание
Деньги
Деньги
10.04.2026

В Израиле падает спрос на жилье без защищенных комнат

Во время войны структура спроса на жилье в Израиле заметно изменилась....
Деньги
30.03.2026

Кнессет утвердил госбюджет Израиля на 2026 год

Государственный бюджет Израиля на 2026 год был окончательно утвержден Кнессетом во втором и третьем...
Деньги
12.02.2026

Курс шекеля достиг 30-летнего максимума

Шекель укрепился по отношению к доллару, достигнув 30-летнего максимума.
Культура
Культура
8.06.2026

Brilliantos сингл «На 105-й волне»

Brilliantos сразу на нескольких континентах. Группа объединила Израиль, Польшу и Беларусь. Трек «На 105-й волне» рассказывает о двух...
Культура
13.05.2026

Ноам Беттан вывел Израиль в финал «Евровидения» на фоне протестов и бойкота

Израильский представитель Ноам Беттан прошел в гранд-финал «Евровидения-2026» после первого полуфинала в Вене....
Культура
17.04.2026

Испания отказалась транслировать Евровидение-2026 из-за участия Израиля

Испанский общественный вещатель объявил, что не будет транслировать конкурс "Евровидение-2026"...
Публицистика
Публицистика
30.09.2026
 Деонис Спектор

Рейс FZ 1073 — трагедия, которая не случилась

История рейса FZ 1073 авиакомпании Flydubai — это трагедия, которая,...
Публицистика
28.09.2026
 Виктор Корецкий

Кто задаёт повестку — тот задаёт правила игры

Вас всё ещё удивляют кампании левых? Тогда поймите метод: Правда и факты...
Публицистика
28.09.2026
 Аркадий Красильщиков

Маятник ненависти: антиизраильская истерия не вечна

Нормальных людей ненависть, как и всякая страсть, утомляет. Это для...
236
Публицистика
27.09.2026
 Аркадий Красильщиков

Главная задача ООН - борьба с Израилем и евреями

ООН - обычная толпа НЕРАВНЫХ, где бедных стран гораздо больше, чем богатых, а потому ООН - толпа под властью социалистов,...
Публицистика
27.09.2026
 Сеня Вальдберг

В качестве бонуса…

Попытайтесь ответить на все эти вопросы, ни разу не употребив слово «Биби». Мне кажется, эти вопросы куда важнее, чем желание Айзенкота...
Репатриация
Репатриация
9.04.2025

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...
Репатриация
30.03.2025

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...
Юмор
Юмор
9.08.2021

Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»‎

После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Юмор
30.01.2021
 Борис Прусский

Лимерика

Израильский певец и музыкант Борис Прусский посвятил шуточное стихотворение инаугурации...
Юмор
16.07.2020

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...
Юмор
27.05.2020

Проверка Бузагло

"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."
Юмор
16.05.2020

Ограбление

Охана, владелец фирмы "Мойдодыр", совсем было собирался закрыть свой магазин, когда в помещение внезапно ворвался подозрительный тип с закрытым...