Физики научились управлять внутренней структурой наночастиц с помощью электрического поля

Физики научились управлять внутренней структурой наночастиц с помощью электрического поля

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) вместе с коллегами из США, Китая и Германии увидели необычную самоорганизацию атомов в объеме наночастиц и научились управлять ею с помощью электрического поля, сообщает ТАСС. Подобные «управляемые» наночастицы могут пригодиться для создания емкой энергонезависимой памяти, квантовых компьютеров и другой электроники будущего.

Исследования показывают, что в наночастицах наблюдается небольшое смещение всех атомов, которое при отдаленном взгляде имеет выраженное закручивание и называется топологическим вихрем. При этом ядро этого вихря представляет собой наностержень, который может быть как смещен полем, так и стерт и снова восстановлен внутри наночастиц.

Исследование ученых опубликовано в журнале Nature Commnucations, а первым автором работы стал инженер кафедры общей физики ТПУ Дмитрий Карпов.

В эксперименте ученые изучали наночастицы титаната бария, внутренняя структура была визуализирована с помощью проникающего рентгеновского излучения синхротронного источника Advanced Photon Source (Чикаго, США). Ученые получили изображение объема наночастиц с разрешением в 18 нанометров, что позволило проанализировать малейшие изменения в структуре. В результате исследователи показали, что под воздействием внешнего электрического поля смещается ядро топологического вихря внутри наночастицы, а при снятии поля оно возвращается на прежнее место.

Найденная учеными возможность управления и регулировки топологический вихрей в наночастицах важна для создания новой электроники. Дело в том, что современные компоненты электроники становятся все меньше и постепенно достигают своего минимального предела по размеру, ниже которого эффективность устройств будет ощутимо снижаться из-за различных квантовых эффектов. Есть несколько возможных способов обойти эти ограничения и один из них — это использование топологических вихрей. Например, на их основе может быть создана энергонезависимая память с большой плотностью записи информации или квантовые компьютеры, в которых информация будет зашифрована в характеристиках топологических вихрей.

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>