В некоторых фьордах Норвегии и ряде водоемов Шотландии вечером и ночью в воде можно наблюдать странные зеленые вспышки. Эти вспышки довольно яркие, да и видеть их можно часто. Непосвященный человек подумает, что дело во внеземной жизни или это проявление деятельности потусторонних сил. Но на самом деле все намного проще и приземленнее. Эти вспышки — следы борьбы предпринимателей с паразитами рыб. А именно — вредителями, которые прикрепляются к коже лососей на лососевых фермах. Эти паразиты, если с ними ничего не делать, могут снизить популяцию рыб за относительно короткое время. Даже в природе они опасны, поскольку если на коже закрепится сразу несколько таких организмов, лосось постепенно теряет силы и может погибнуть.
Но в природе рыбы рассредоточены в водной среде. А вот на лососевых фермах они содержатся кучно, поэтому вред, наносимый паразитами, гораздо тяжелее того, что происходит в природе. Речь идет о подклассе ракообразных из класса Maxillopoda. Большинство групп копепод — эктопаразиты беспозвоночных и позвоночных животных. Два вида копепод, Lepeophtheirus salmonis и Caligus elongatus атакуют лососевых и некоторые другие виды рыб, закрепляясь на теле. Питаются эти паразиты кровью и тканями организма хозяина, поэтому превышение определенного количества паразитов на теле одной рыбы (как правило, критично количество в 10 организмов на одну рыбу среднего размера) грозит хозяину гибелью. Бороться с этими паразитами до определенного момента было практически невозможно. Но современные технологии помогли найти надежное решение.
Фермеры обычно держат в ограниченном объеме воды (специальные «садки» посреди открытого водоема) от 50 000 до 150 000 рыб. Если появляются паразиты, они очень быстро заражают подавляющее большинство представителей популяции. Лососи начинают болеть, медленно растут и в особо тяжелых случаях гибнут. Фермеры, соответственно, получают значительные убытки. 
Но, как уже говорилось выше, выход из этой тяжелой ситуации найден. Это подводные роботы с лазерным оружием. Казалось бы, фантастика, но нет — это вполне реальный метод, который используется на многих рыбных фермах Норвегии и Шотландии. Решение появилось не сразу, его искали несколько лет. В конце концов, проблему удалось решить норвежской компании Beck Engineering из Осло. Она разработала подводного робота с двумя стереокамерами, лазером и системой движения. 
Робот с цилиндрическим корпусом подвешен за буй. Устройство оснащено видеокамерами, которые позволяют системе анализировать внешний вид проплывающих мимо лососей. Если обнаружен паразит, его тут же поражает луч зеленого лазера. Импульс мощный и краткосрочный: он убивает паразита, но не причиняет вред рыбе. По словам разработчиков, всего одно устройство может уничтожить несколько десятков тысяч морских вшей за день. Рыба в фермах живет довольно плотно, поэтому мимо робота за день проплывает большая часть обитателей «садка».
Лазер, который используется для борьбы с паразитами, не совсем обычный. Это диодный лазер, который используется в таких сферах медицины, как удаление волос, офтальмология, стоматология. Робот управляется специальным компьютером, ПО которого способно анализировать получаемые от камер изображения в режиме реального времени. Питание дрона осуществляется от внешнего источника, напряжение — 220 вольт. 
Принцип распознавания изображений схож с принципом, заложенным в программную платформу по распознаванию лица владельца в современных смартфонах и ноутбуках. Но работает все это несколько быстрее, поскольку цель отнюдь не статичная. Софт анализирует видеопоток, передаваемый камерами дрона, и если компьютер получает сигнал, начинает работать уже лазерная установка, которая излучает зеленый луч с длиной волны в 530 нм. Паразит погибает при «выстреле» с расстояния в 2 метра и ближе. 
При анализе ситуации на ферме идет оценка температуры воды, концентрации кислорода и некоторых других факторов. Без этого лазерная установка не сможет точно поразить цель. Сейчас этой технологией пользуются крупнейшие игроки рынка рыбы, включая Leroy Seafood Group, Marine Harvest, и SalMar. Роботы, которые борются с паразитами, получили название Stingray. Впервые их представили в 2014 году, сейчас они используются на 100+ фермах Норвегии. В прошлом году с ними начали работать и рыбные фермы Шотландии. 
Раньше с паразитами рыб боролись, но для этого лососей вылавливали, выгружали на борт специального корабля, где пропускали через потоки горячей воды с добавлением различных химических веществ. Это было эффективно, но такой вариант обходился фермерам довольно дорого. Сейчас же все происходит быстрее и эффективнее. 
Кстати, по мнению авторов New York Post, цены на лосося за последние несколько лет могли возрасти именно из-за морских вшей, которые наносили солидный ущерб рыбным фермам. Возможно, что роботы с лазерными установками смогут не только помочь фермам, но и способствовать снижению цен на рыбу. Хотя это уже другой вопрос.

https://geektimes.ru/post/287572/

Ученые Томского политехнического университета синтезируют наночастицы золота особой, звездчатой формы, и покрывают их органическими соединениями. Проведенные эксперименты доказали, что эти наночастицы обладают интересным свойством — под действием лазерного излучения они проявляют антибактериальную активность. Даже теоретически бактерии не смогут выработать устойчивость к таким частицам, поэтому их можно будет использовать для создания новых материалов для больниц и, в частности, операционных, где обнаруживают все новые виды устойчивых к антибиотикам бактерий. Данные по этому исследованию недавно были опубликованы в журнале «Chemistry Open», сообщает пресс-служба ТПУ. 
Исследование ведется коллективом ученых на кафедре технологии органических веществ и полимерных материалов Томского политеха совместно с коллегами из Химико-технологического университета Праги. Наночастицы золота, синтезируемые политехниками, получили название «звездчатые» благодаря своей форме. С помощью специально созданных реагентов ученым ТПУ удалось нанести на их поверхность органические соединения методом ковалентной модификации поверхности с использованием ароматических солей диазония. 
«Звездчатые наночастицы и методы их синтеза ранее уже были описаны. Нам же удалось модифицировать их поверхность так, чтобы они лучше взаимодействовали с клеточными мембранами, и продемонстрировать их антибактериальные свойства. Органические соединения на поверхности частиц позволяют им лучше прикрепляться к мембране. Дальше в игру вступает физика процесса: лазер возбуждает плазмонный резонанс, и наночастицы начинают фактически прожигать клеточную мембрану, уничтожая бактерию», – говорит доцент кафедры технологии органических веществ и полимерных материалов Павел Постников. 
По словам ученого, перспективное направление использования звездчатых наночастиц — это новые медицинские материалы. Например, частицы могут входить в состав полимерных материалов, из которых делают операционные столы, мебель и другие предметы для операционных и больниц. Без светового воздействия материал будет инертным или слабо проявлять антибактериальную активность. 
«Антибиотики — это продукты тех же самых бактерий. Поэтому бактерии могут вырабатывать ферменты, разрушающие антибиотик. Устойчивые к антибиотикам бактерии в основном появляются в больничных условиях, здесь идеальное место для их размножения и естественного отбора. А наночастицы золота или другого благородного металла — это абсолютно чужеродный для бактерии материал. У бактерий нет никаких механизмов защиты от наночастиц, и даже в теории они не могут выработать устойчивость. Наночастицы можно сравнить с кувалдой для бактерии, от нее просто нет защиты», – поясняет ученый. 
Сейчас в больницах для борьбы с болезнетворными микроорганизмами используют ультрафиолетовое излучение кварцевой лампы. Но во время кварцевания люди не должны находиться в помещении. В свою очередь, длина волны светового излучения, активирующая антибактериальную активность наночастиц золота, безопасна для человека. 
«Технология с использованием звездчатых наночастиц и лазера не подходит для борьбы с бактериями внутри организма на данном этапе. Однако в перспективе может использоваться для лечения кожных заболеваний. В области же новых материалов — это очень интересное направление. Подбирая форму, размеры наночастиц, сами металлы, варьируя длину волны лазера, можно получать различные материалы с различной функциональной активностью», — добавляет Павел Постников. 

https://scientificrussia.ru/

Физики из Университета Бригама Янга (США) разработали устройство на основе лазера, с помощью которого можно быстро обнаруживать повреждения в металлах. Об этом ученые рассказали на Национальном съезде и выставке Американского химического общества.
Созданная технология позволяет находить повреждения, незаметные и недоступные сейчас для изучения без специального обследования в лаборатории. Уже существует несколько технологий, которые выявляют микротрещины в металлах, не повреждая их. Однако они дороги и имеют целый ряд недостатков. Например, методы, основанные на использовании рентгеновского излучения, требуют защиты работающих с ними людей, то есть плохо применимы «в полевых условиях». Другие технологии дают слишком нечеткие результаты, а использование приборов требует высокой квалификации.
В данном исследовании для нахождения микроповреждений в металлах физики решили использовать спектроскопический метод генерации второй оптической гармоники, изменяющий длину волны света. Падая на поверхность материала, часть зеленого света лазера меняет диапазон на ультрафиолетовый, отражаясь от поверхности вместе с остальным зеленым светом. «Доля света, длина волны которого изменилась, зависит от состояния металла, и, если его свойства изменились под воздействием нагрузки, мы можем проследить это по изменению света», — рассказал один из авторов работы, специалист из Университета Бригама Янга, Джеймс Петерсон. 
По мнению исследователей, технология поможет отказаться от практики, когда детали заменяют, исходя из среднего срока службы. Усовершенствовав метод, инженеры смогут решать, стоит ли заменять часть механизма, опираясь на знание ее фактического состояния.

https://indicator.ru/

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Института оптики атмосферы СО РАН (ИОА СО РАН) создают усовершенствованный лазерный монитор, позволяющий наблюдать за быстропротекающими процессами, которые скрыты от глаз мощной засветкой. Простой пример таких процессов — сварка. Ранее коллектив уже разработал прототип такого монитора на основе одного лазера, сейчас команда проекта создает монитор на основе двух лазеров. Это позволит получать более качественные изображения объектов и даже наблюдать за процессами, сопровождающимися рентгеновским излучением.
Фото предоставлено участниками проекта. 
По словам разработчиков, при создании новых материалов с помощью современных технологий часто возникает мощная засветка. Именно она не позволяет увидеть, как в реальности протекает процесс.
В разрабатываемом мониторе используются два активных элемента — два лазера. Один подсвечивает исследуемый объект или процесс, а второй — фильтрует засветку и усиливает полученное изображение.
«Два лазера помогают нам преодолеть некоторые ограничения моностатического лазерного монитора, где использован один лазер. Например, они увеличивают предельную дистанцию. У монитора с одним лазером эта дистанция равна 3 метрам, то есть это максимальное расстояние, с которого можно наблюдать за процессом. Но есть процессы не только с фоновой засветкой, но и, например, сопровождающиеся рентгеновским излучением, которое может вывести из строя электронику. Бистатическая схема — с двумя лазерами — позволит нам отодвигаться от объекта на десятки метров и визуализировать сложные процессы», — говорит доцент кафедры высоковольтной электрофизики и сильноточной электроники ТПУ, научный сотрудник ИОА СО РАН Максим Тригуб. Научным руководителем проекта является профессор кафедры промышленной и медицинской электроники ТПУ Геннадий Евтушенко.
Кроме того, новая модификация монитора позволяет получать более контрастные изображения объектов и увеличивает область зрения системы.
«Увеличение области зрения означает, что теперь на определенной дистанции мы видим большую площадь объекта, нежели раньше», — поясняет исследователь.
Отметим, недавно этот проект получил поддержку в рамках программы «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Проект на конкурсе представил молодой ученый, магистрант Института физики высоких технологий Томского политеха Николай Васнев. Грант по этой программе рассчитан на два года.
«Грант будет направлен на разработку аппаратно-программного комплекса, который позволит синхронизировать работу лазеров.
Разработка может найти применение, прежде всего, в сварочной отрасли и литейной промышленности. Кроме того, она представляет интерес для ряда научных институтов.
Так, работающий прототип устройства на одном лазере уже был использован для совместных научных исследований с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН и Институтом электрофизики Уральского отделения РАН», — говорит участник проекта Николай Васнев.
Добавим, этот проект также поддерджан грантом Российского научного фонда. 

http://news.tpu.ru/

Исследователи из университета Уцуномии (Utsunomiya University), Япония, разработали технологию формирования при помощи лазера крошечных пузырьков в объеме жидкости. Эти пузырьки, местоположение которых выдерживается с высокой точностью, рассеивают свет от внешнего источника, превращая, тем самым сосуд с жидкостью в своего рода трехмерный дисплей, изображение которого видимо безо всяких очков и с любой точки зрения. Нынешняя технология является лишь доказательством работоспособности заложенных в нее идей, но в будущем на ее основе могут быть созданы полноцветные динамические объемные дисплеи, предназначенные для художественных выставок и музеев, к примеру, и позволяющие зрителям рассмотреть изображение объекта со всех его сторон.
Пузырьки в объеме жидкости формируются за счет эффекта многофотонного поглощения, который возникает при фокусировке света двух фемтосекундных лазеров в одной точке пространства. Такой подход позволяет формировать пузырьки в заданной точке объема с высокой точностью. Используемая для заполнения сосуда жидкость имеет большую вязкость и это не позволяет сформированным пузырькам быстро подниматься вверх. Через непродолжительное время пузырьки исчезают и "пузырьковое" изображение требует повторной регенерации.
"Пузырьковое" изображение становится видимым при его освещении светом от внешнего источника, мощного светодиода в данном случае. Японские исследователи использовали многоспектральный светодиод, что позволяет окрашивать "пузырьковое" изображение в синий, зеленый, красный, белый, желтый и другие цвета. Более того, освещение пузырьков светом от цифрового проектора позволит в будущем окрашивать отдельные участки формируемого изображения в разные цвета.
Вместо того, чтобы формировать один пузырек за другим, последовательно "сканируя" лучами лазеров весь объем жидкости, исследователи использовали своего рода голограмму, генерируемую компьютером. Эта голограмма представляет собой трехмерный образ, позволяющий управлять с достаточно высокой точностью количеством и размерами формируемых микропузырьковых пикселей. Такой подход позволяет увеличить количество рассеиваемого пузырьками света, что, в свою очередь, делает изображения более четкими и контрастными.
А сейчас исследователи разрабатывают технологию, позволяющую создавать и управлять движением потоков жидкости в объеме сосуда. Эта технологий позволит быстро "стереть" сформированное ранее изображение или заставит его двигаться. Кроме этого, исследователями ведется адаптация микропузырьковой технологии для возможности создания при ее помощи изображений больших размеров внутри сферических сосудов. И для этого исследователям потребуется создать достаточно сложный алгоритм компенсации сферических искажений, которые обусловлены разницей в коэффициентах преломления света воздуха, стекла сосуда и заключенной в нем жидкости.

http://www.dailytechinfo.org/

В свое время мы достаточно часто рассказывали нашим читателям о различных самособирающихся структурах, изготовленных из материалов, меняющих свою форму под воздействием света. Такой механизм хорошо подходит для получения трехмерных форм, состоящих из плоскостей, таких, как кубы и пирамиды. Но для того, чтобы заставить изначально плоский материал свернуться в нечто более сложной формы, ученые из университета Северной Каролины разработали новую технологию, которая позволяет при помощи света с различными параметрами управлять процессом "превращения" с достаточно высокой точностью и избирательностью.
В основу данных исследований легли исследования этой же группы ученых, проведенные еще в 2011 году. Тогда ученым удалось создать плоские шаблоны из материала, который сворачивался в трехмерные объекты под воздействием инфракрасного света. Ключевым моментом разработанной тогда технологии были участки из темного материала, включенные в объем материала или напечатанные на его поверхности в нужных местах. Эти участки поглощают свет более интенсивно, нагреваются и деформируются, перемещая сегмент материала в необходимое положение. А угол отклонения и скорость перемещения регулировались путем изменения ширины и толщины каждой линии светопоглощающего материала.
Одним из недостатков данного метода является то, что воздействие света заставляет перемещаться все изгибы шаблона одновременно. Получить избирательность процесса изгиба ученым удалось за счет изменения цвета материала светопоглощающего материала и, соответственно, длины волны используемого света. Напечатав на основании материала полосы специальными чернилами разного цвета, ученые добились полного управления последовательностью процесса изменения формы. Освещение материала ярким синим светом приводит к началу сворачивания материала по линиям, напечатанным желтыми чернилами, а красный свет вызывает реакцию участков, покрытых чернилами синего цвета.
Такой подход позволяет ученым разработать структуру шаблона с тщательно заданной последовательностью изменения формы. Помимо использования основных цветов чернил, такая технология допускает использование смешанных цветов, что, в свою очередь, позволяет управлять скоростью перемещения отдельных сегментов, которая может быть разной при использовании света одной длины волны.
Возможность создания самособирающихся материалов, в структуре которых заключена "инструкция" по сборке конечного изделия, имеет массу вариантов ее использования. Данная технология может быть использована для создания роботов-трансформеров, которые хранятся в плоском компактном виде и сворачиваются только в случае необходимости их использования. Нечто подобное можно также использовать для развертывания панелей солнечных батарей космических аппаратов, для создания новых электронных компонентов и медицинских устройств.

http://www.dailytechinfo.org/

Нанофотонные схемы, крошечные чипы, которые фильтруют и управляют распространением света, страдают от незначительных изменений, вызванных влиянием внешних факторов, которые оказывают отрицательное влияние на оптические характеристики этих схем. Группа исследователей из Утрехтского университета (Utrecht University), университета Твенте (University of Twente) и исследовательского центра Thales Research & Technology France нашли способ, позволяющий компенсировать вышеупомянутые изменения, что, в свою очередь, позволит в скором будущем изготавливать надежные компоненты коммуникационного оборудования для датацентров и высокопроизводительных компьютерных систем.
Оптические коммуникации являются самой распространенной в мире технологией, обеспечивающей высокоскоростную передачу информации по оптоволоконным линиям. Но в нынешнее время развивается новое направление оптических коммуникаций, при помощи которых будет осуществляться передача информации в пределах кристалла одного чипа, что позволит уменьшить количество потребляемой чипом энергии.
Одним из самых многообещающих способов сделать это является использование кристаллических фотонных нанорезонаторов, где свет пропускается через промежуток между двумя резонаторами, настроенными на одну и туже частоту. Резонансная частота определяется формой и структурой резонатора, однако, самые лучшие из имеющихся на сегодняшний день технологий нанопроизводства не могут обеспечить необходимую точность изготовление отверстий, в десять раз превышающих диаметр атома. При производстве резонаторов всегда возникает небольшая погрешность, определяющее отклонение резонансной частоты устройства от номинала.
Упомянутая выше группа ученых разработала и провела экспериментальную демонстрацию нового оптического метода управления кристаллическим фотонным нанорезонатором. Эти ученые использовали метод цифровой голографии для того, чтобы сфокусировать свет в определенных точках нанорезонатора. Этот свет локально нагревает элементы нанофотонного чипа, что компенсирует отклонения, возникшие в результате погрешности производства или возникшие в результате воздействия разных факторов окружающей среды.
Помимо компенсации неточностей, новый метод голографической коррекции стал еще одним методом управления распространением света. Ученые смогли переводить резонатор в состояние резонанса и выводить его из него. Это избавляет разработчиков нанофотонных схем от необходимости использования более сложных методов оптического и электрического управления, а это, в свою очередь, сделает новые нанофотонные устройства и компьютеры, использующие их, более простыми, более эффективными и более дешевыми в производстве.

http://www.dailytechinfo.org/

Существующие сейчас технологии построения атомных часов на основе оптической решетки из атомов стронция позволяют производит одновременный "опрос" миллионов атомов, что обеспечивает им спектроскопическую добротность (показатель качества работы) на уровне 1*104. Взаимодействия между отдельными атомами оптической решетки вынуждают разработчиков атомных часов идти на компромисс между стабильностью, которая является следствием использования большого количества атомов, и точностью, которая зависит от неравномерности плотности распределения атомов решетки. А недавно группа исследователей нашла возможность решения проблемы повышения качества работы оптических атомных часов. Использование так называемого газа Ферми, находящегося в вырожденном квантовом состоянии, и света сверхстабильного лазера позволит поднять показатель добротности до фантастически высокого уровня в 5.2*1015.
Работа, проведенная исследованиями, является одним из предпоследних шагов, который приблизит оптические атомные стронциевые часы к максимально возможному теоретическому пределу их точности и стабильности. При этом, уникальная методика "чтения" состояния всех атомов в оптической решетке позволит "опрашивать" всю оптическую решетку за время, не превышающее 100 секунд.
Газ Ферми представляет собой набор атомов стронция, охлажденных до сверхнизкой температуру и "вмороженных" в узлы трехмерной кубической решетки. При этом, в качестве основы решетки может выступать оптическая ловушка, электромагнитная ловушка или объем специального прозрачного материала. В вырожденное квантовое состояние такой газ переводится при помощи лазерного света и пребывание атомов в таком состоянии позволяет уменьшить величину их нежелательных взаимодействий.
Оптические атомные часы на основе вырожденного квантового состояния представляют собой многообещающий инструмент для изучения физики взаимодействий, в которых принимает участие несколько тел различного масштабного уровня. К сожалению, данные исследования являются теоретическими в большей своей части, практическая же реализация оптических атомных часов на базе газа Ферми еще невозможна в силу нескольких неразрешенных на сегодняшний день проблем технического и технологического плана.

http://www.dailytechinfo.org/

Голографические технологии являются одним из самых перспективных методов увеличения плотности оптических устройств хранения информации, следующих за постоянной тенденцией увеличения емкости с одновременным уменьшением габаритных размеров. И группе исследователей из японского университета Электрических Коммуникаций (University of Electro-Communications, UEC) удалось создать новый полимерный композитный материал, в объеме которого находятся наночастицы определенного типа. Оптическая система на базе такого материала обеспечивает самый высокий на сегодняшний день уровень оптического сигнала и самое высокое значение соотношения сигнала к шуму. А использование нового наноматериала в голографических устройствах хранения информации позволит сократить в несколько раз уровень ошибок записи-чтения и это, в свою очередь, позволит начать практическое использование голографических накопителей для хранения больших объемов информации.
Практически все оптические технологии записи и хранения информации используют разницу коэффициента преломления света участками материала-носителя, прошедшими через процесс определенной обработки. В отличие от обычных технологий, использующих хранение информации на плоскости информационного слоя компакт-диска, к примеру, голографические технологии позволяют записывать информацию в объеме трехмерного пространства, во много раз увеличивая информационную емкость носителя. Но для качественной работы голографических технологий требуется большая разница в коэффициенте преломления материала-носителя, чем это необходимо для записи информации в одной плоскости.
Превосходными параметрами, соответствующими высоким критериям технологий голографической записи информации, обладают композитные соединения полимерных материалов с неорганическими наночастицами. В свое время исследователи из университета UEC уже разработали ряд таких композитных материалов на основе тиоленовых мономеров. Запись и считывание информации из такого материала производилось при помощи луча лазера, фокусируемого в точке пространства, размером в один микрон, при этом было получено весьма неплохое значения соотношения сигнал/шум.
Позже японские исследователи пошли чуть дальше, добавив в объем полимерного материала наночастицы определенной формы и размеров. Для записи и считывания информации из такого материала требуется уже два луча лазерного света, один - опорный, а второй - рабочий. При таком подходе ученым удалось добиться достаточно высокой плотности хранения данных и обеспечить высокую скорость записи-считывания информации.
И завершающим "аккордом" разработки данной технологии стало использование прозрачных кварцевых наночастиц в количестве 25 процентов от общего объема, равномерно рассеянных по полимерному материалу, имеющему достаточно сложный состав, состоящий из смеси мономеров нескольких типов. В результате таких усилий уровень ошибок при записи и считывании информации снизился до значения 10-4, а значение соотношения сигнал/шум превысило 10 единиц.

http://www.dailytechinfo.org/

Группа исследователей из университета Миннесоты разработала структуру и создала опытные образцы магнитного туннельного перехода, состояние которого может быть переключено при помощи импульсов света, длительностью в одну триллионную долю секунды, что является абсолютным рекордом этого типа. Такие переходы могут стать основой ячеек сверхскоростной магнитной памяти с оптическим управлением и спинтронных устройств, устройств, использующих для передачи и обработки информации волнообразное движение спинов электронов.
Традиционная структура магнитного туннельного перехода состоит из двух слоев различных магнитных материалов, разделенных изолирующим слоем, называемым барьером. Информация записывается в такую ячейку памяти путем изменений намагниченности одного из слоев. Для этого, в большинстве случаев, используется движение вращающихся по спирали электронов, а процесс носит название спин-обработки. Однако, спин-обработка имеет верхний предел по быстродействию, который находится на частоте 1.66 ГГц, что значительно ниже быстродействия даже обычных кремниевых транзисторов.
Базой для создания магнитного перехода нового типа стали исследования, проведенные в 2007 году голландскими и японскими учеными. Они продемонстрировали, что сплав, состоящий из гадолиния (Gd), железа (Fe) и кобальта (Co) в определенных пропорциях может изменять свою намагниченность и другие параметры, имеющие отношение к магнетизму, под воздействием импульсов света. Этим сплавом исследователи из Миннесоты заменили верхний слой магнитного туннельного перехода. Еще одной модификацией исходной структуры перехода стало добавление к нему электрода из прозрачного токопроводящего материала - оксида олова-индия. Вся структура магнитного туннельного перехода представляет собой круглый столбик, диаметром в 10 микрометров, что более чем в десять раз меньше толщины человеческого волоса.
Для проверки работоспособности перехода исследователи освещали его последовательностью импульсов инфракрасного света, генерируемых недорогим оптоволоконным лазером. Период следования импульсов равнялся одной микросекунде (миллионная доля секунды), хотя длительность каждого импульса не превышала одно триллионной доли секунды. Каждый раз, когда импульс света попадал на поверхность перехода, ученые наблюдали скачкообразное изменение напряжения на устройстве. А это изменение говорило о соответствующем изменении электрического сопротивления магнитного туннельного перехода. Поскольку длительность импульса света равнялась одной пикосекунде, то при помощи такой технологии, в теории, можно получить скорость записи информации в магнито-оптичекую память на уровне 1 терабита в секунду.
"Наше достижение может стать в будущем быстродействующим буфером между оптоволоконной оптикой, которая обеспечивает сверхвысокие скорости передачи данных, и энергонезависимыми магнитными устройствами хранения информации" пишут исследователи. А в своих дальнейших исследованиях ученые будут работать над уменьшением размеров структуры магнитного туннельного перехода до 100 нанометров и меньше. Помимо этого, будут произведены попытки уменьшить количество энергии, несомой импульсами света, которая требуется для изменения состояния магнитного перехода. И все эти усилия, по мнению ученых, должны привести к созданию технологии энергонезависимой магнитной памяти на туннельных переходах, чипы которой можно производить при помощи стандартного технологического оборудования.

http://www.dailytechinfo.org/

Группа исследователей из университета Райс (Rice University), возглавляемая материаловедом Роуцбе Сасавари (Rouzbeh Shahsavari), придумала новый рецепт приготовления "наносэндвича", наноразмерного многослойного материала, обладающего суперпрочностью и рядом превосходных оптоэлектронных свойств. Проделанная учеными работа является результатом проведенного ими же сложнейшего компьютерного моделирования, целью которого являлся поиск новых материалов для технологий химического анализа, катализа и оптической электроники.
Толчком к данным исследованиям стал успех других ученых, которым удалось, используя силы Ван-Дер-Ваальса, соединить различные молекулярные компоненты, заключенные в общую оболочку. Работа ученых из университета Райс выступала в качестве еще одной проверки теории, позволяющей определить заранее электронные, оптические, химические и физические свойства сложных композитных материалов. А в данном случае таким материалом стал слой оксида магнитя, заключенный между двумя слоями графена.
Напомним нашим читателям, что у графена отсутствует понятие электронной запрещенной зоны, что делает некоторые другие материала полупроводниками. Однако, у нового гибридного материала запрещенная зона имеется, и ее ширина может быть подстроена в зависимости от параметров составных частей материала. Кроме этого, такой же гибкой настройке подвержены и оптические свойства материала, что делает его необычайно полезным для применения в оптической электронике.
"Единственный слой оксида магния способен поглощать свет только в узком диапазоне длин волн. Но когда такой материал пойман в ловушку между двумя слоями графена, он становится способным к поглощению света в более широком спектре" - рассказывает Роуцбе Сасавари, - "И это делает его идеальным вариантом для изготовления светочувствительного элемента различных фотодетекторов".
"Сейчас на свете не существует одного единственного чудо-материала, при помощи которого можно закрыть все технические проблемы в мире" - рассказывает Сасавари, - "И, как показывает практика, лучшие результаты в каждой области дают гибридные материалы, состоящие из компонентов разной природы".
Теоретические математические модели, разработанные группой Сасавари, могут одинаково хорошо работать и по отношению к другим двухмерным материалам, к примеру, с нитридом бора с шестиугольной кристаллической решеткой, силицену и т.п. Помимо этого, можно использовать молекулярное наполнение этих наносэндвичей любого типа. "Моя группа сейчас работает над целым рядом гибридных материалов, меняя используемые в них компоненты и их структуру" - рассказывает Сасавари, - "И мы надеемся, что при помощи этих материалов будут решены некоторые из сложных проблем, с которыми невозможно справиться, используя более традиционные методы и подходы".

http://www.dailytechinfo.org/

Поиск