#графен — Public Fediverse posts

Мемристор для Венеры: как ученые из США сделали память, которая не боится 700 °C

Есть у современной электроники одна очень человеческая слабость — она плохо переносит жару. Мы можем запускать нейросети с миллиардом параметров, строить огромные дата-центры и всерьез обсуждать колонизацию других планет, пока не мешает физика. К сожалению, вся вычислительная цивилизация сталкивается с ограничениями, когда внешняя температура поднимается выше 200 °C. Однако исследователи из Университета Южной Калифорнии нашли выход. Они создали мемристор, который продолжает работать при температуре 700 °C — это выше температуры расплавленной лавы. О том, что вообще такое мемристор, как ученые сделали открытие, почему это новый шаг для развития ИИ и неужели люди скоро полетят на Венеру, — в статье.

https://habr.com/ru/companies/ru_mts/articles/1030038/

#мемристор #память #графен #ИИ #вычисления_в_памяти #нейроморфные_вычисления #электроника #космические_аппараты #полупроводники

Графен в электронике: патентный анализ

Графен – это монослой атомов углерода, в котором каждый атом связан с тремя соседними, образуя сотовую структуру. Международный союз теоретической и прикладной химии, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), определяет графен как единичный слой углеродных атомов графитоподобной структуры. Многие специалисты из разных стран видят перспективы графена в электронике. В частности, терагерцовые полевые транзисторы (TeraFET) на основе графена и углеродных нанотрубок уже хорошо показали себя как чувствительные, быстрые и малошумящие детекторы терагерцового диапазона. Собственно, о графене мы сегодня и поговорим.

https://habr.com/ru/companies/onlinepatent/articles/950238/

#история #патенты #химия #графен

Физики уточнили теорию, описывающую выделение тепла в углеродных нанотрубках

Коллектив ученых проанализировал эффект выделения тепла в проводнике под воздействием электрического тока для углеродных нанотрубок и пришел к выводу, что обычная теория плохо применима. Оказалось, что формула Мотта не работает, но применима формула Кельвина. Работа опубликована в журнале Physical Review B. Несмотря на то, что углеродные нанотрубки были открыты почти 20 лет назад, изучение этой формы углерода продолжает оставаться актуальной темой как в экспериментальной, так и в теоретической науке. Разнообразные исследования показали, что углеродные нанотрубки обладают уникальными физическими свойствами, которые могут быть применены в различных сферах человеческой деятельности, таких как микроэлектроника, биомедицина, конструирование прочных структур и создание нанодвигателей. В связи с этим интерес представляет изучение всех классических физических эффектов для нанотрубок.

https://habr.com/ru/articles/939154/

#Углеродные_нанотрубки #эффект_зеебека #топологический_фазовый_переход #Графен

Модуляция периодов колебаний наночастиц открывает путь к новым видам лазеров, сенсоров и оптических устройств

Ученые из МФТИ и Университета Сучжоу (Китай) провели исследование нелинейности и квантовых эффектов наночастиц, обернутых в графен, при воздействии на них импульсами высокочастотного лазера большой интенсивности. Работа опубликована в Journal of Applied Physics. Она открывает новые возможности для управления сверхкороткими импульсами для нанофотоники.

https://habr.com/ru/articles/937120/

#Наночастицы #Графен #Нанофотоника #Сверхкороткие_лазерные_импульсы #Плазмоны

НМ и НТ. ФОТОНИКА. Часть VI

Научные и прикладные исследования в сфере нано- материалов и технологий ( НМ и НТ), области вычислительной техники проводятся широким фронтом во всем мире и РФ не является исключением. Известный закон Мура показывает, что люди практически исчерпали возможности полупроводниковых материалов, и носителей информации на которых базируется электронная техника. Рост быстродействия вычислений за счет уменьшения элементов и увеличения их количества на единице площади подошел к своему физическому пределу. Специалисты это понимают и предпринимают определенные попытки для сохранения темпов развития цивилизации. Разыскивают и создают новые материалы, физические принципы, разрабатывают теории, позволяющие находить выход из приближающегося кризиса. Но их мало и возможности их ограничены. Дело не только в финансах и отсутствии новых перспективных теорий. Огромное значение приобретает этическая сторона, что мы уже видим в биологических исследованиях, в искусственном интеллекте и других направлениях. (Кодекс этики ИИ и всеобщая декларация о биоэтике и правах человека и др.) Оказалось, что эта сфера очень слабо разработана и предпринимаемые меры оказываются без четкого обоснования, а часто сильно запаздывающими. В предлагаемой публикации автор касается всего лишь одной сферы деятельности людей, связанной с вычислениями и вычислительными средствами. (см. здесь ).

https://habr.com/ru/articles/862946/

#оптоэлектроника #фотон #фотоника #графен #оптика #оптоволокно #лазер #показатель_преломления #волновод #оптоинформатика

НМ и НТ. ФОТОНИКА. Часть VI

Научные и прикладные исследования в сфере нано- материалов и технологий ( НМ и НТ), области вычислительной техники проводятся широким фронтом во всем мире и РФ не является исключением. Известный закон Мура показывает, что люди практически исчерпали возможности полупроводниковых материалов, и носителей информации на которых базируется электронная техника. Рост быстродействия вычислений за счет уменьшения элементов и увеличения их количества на единице площади подошел к своему физическому пределу. Специалисты это понимают и предпринимают определенные попытки для сохранения темпов развития цивилизации. Разыскивают и создают новые материалы, физические принципы, разрабатывают теории, позволяющие находить выход из приближающегося кризиса. Но их мало и возможности их ограничены. Дело не только в финансах и отсутствии новых перспективных теорий. Огромное значение приобретает этическая сторона, что мы уже видим в биологических исследованиях, в искусственном интеллекте и других направлениях. (Кодекс этики ИИ и всеобщая декларация о биоэтике и правах человека и др.) Оказалось, что эта сфера очень слабо разработана и предпринимаемые меры оказываются без четкого обоснования, а часто сильно запаздывающими. В предлагаемой публикации автор касается всего лишь одной сферы деятельности людей, связанной с вычислениями и вычислительными средствами. (см. здесь ).

https://habr.com/ru/articles/862946/

#оптоэлектроника #фотон #фотоника #графен #оптика #оптоволокно #лазер #показатель_преломления #волновод #оптоинформатика

Почему нитрид бора называют «белым графеном»

В 1911 году Хейке Камерлинг-Оннес впервые наблюдал сверхпроводимость в образце ртути, охлаждённом до температуры жидкого гелия (3K). При такой температуре ртуть практически теряет электрическое сопротивление. Вслед за этим открытием развилась целая индустрия поиска высокотемпературных сверхпроводников – веществ, которые проявляли бы подобные свойства при значениях выше 77,35 K (-196°C) – такова температура жидкого азота, а жидкий азот можно получать в промышленных масштабах . Сверхпроводимость (желательно – при как можно более высоких температурах ) является и одним из наиболее выигрышных свойств графена, и эта тема также рассмотрена на Хабре. При этом, как и в случае с развитием индустрии высокотемпературных сверхпроводников , изучение свойств графена привело к поиску его более дешёвых и удобных синтетических аналогов, то есть, двумерных соединений с подходящей кристаллической решёткой и нужными физико-химическими свойствами. В марте 2023 года уважаемый @gregyku опубликовал на Хабре статью « Какая судьба у двумерных материалов в России? ». Сегодня я напомню, чем кроме сверхпроводимости так интересен графен, а также расскажу об одном из наиболее перспективных соединений, похожих на графен – нитриде бора.

https://habr.com/ru/articles/840060/

#графен #кристаллы #электроника #новые_материалы #бор #полупроводники

[Перевод] Как я пытался создать электрохимические датчики на тканой основе

В 2016 году я решил проверить, смогу ли создать электрохимические датчики, которые бы были гибкими и изготавливались как ткань (или печатались на ней) . Это исследование продолжалось вплоть до эпидемии COVID, но за все эти годы я так и не задокументировал свои достижения. На момент начала проекта у меня был опыт работы в аналитической электрохимии: в колледже я проводил исследования с кафедрой биоинжиниринга Флоридского университета (выражаю благодарность моему наставнику, доктору Эрику Маклеймору ). Моя основная цель заключалась в проектировании носимого датчика, который бы неинвазивным образом мог распознавать различные мелкие молекулы в жидкостях наподобие пота. Главный вывод после всех моих экспериментов: создание чего угодно вне традиционного пути развития электроники — это очень сложная задача. В процессе исследований я смог изготовить работающие датчики, но ни у одного из них не хватало разрешения для распознавания мелких молекул (например, глюкозы или спирта) в концентрациях, присутствующих в жидкостях кожи. Тем не менее, я многому научился и думаю, что стоит подробно описать мой путь. Перечислю различные исследованные мной подходы: вытравливаемый на тканях лазерно-индуцированный графен (laser-inscribed graphene, LIG); вплетаемые в ткань металлические нити; вышивание металлическими нитями; трафаретная печать по ткани чернилами на основе металла и графена. В статье представлено более подробное описание каждого из этих исследований.

https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/822323/

#ruvds_переводы #графен #носимая_электроника #нательные_датчики #диабет #анализ_тела

Информационная ценность одноатомных магнитов

Ранее я рассматривал в этом блоге возможные варианты завершения или продолжения закона Мура. Эта тема активно обсуждается на Хабре и за его пределами. В частности, уважаемый Юрий Парфёнов @YuriParfenov опубликовал статью о законе Хуанга , который точнее, чем закон Мура, описывает развитие аппаратного обеспечения. Уважаемый Валерий Истишев @istishev в одной из статей 2021 года подробно описал , с какими нюансами закон Мура продолжает работать сегодня. Наиболее очевидный способ компенсировать замедление закона Мура – распараллелить вычисления, о чём, в частности, рассказывает уважаемый Александр Якубович @ragequit в этой статье. Но вместе с потребностью в увеличении вычислительных мощностей растёт и потребность в компактных хранилищах данных, обладающих высокой доступностью. Ниже мы рассмотрим, как в таком качестве могут помочь одноатомные магниты, и как сравнительно недавно научились их создавать.

https://habr.com/ru/articles/792968/

#гольмий #диспрозий #графен #носители_информации #компьютерное_железо

Информационная ценность одноатомных магнитов

Ранее я рассматривал в этом блоге возможные варианты завершения или продолжения закона Мура. Эта тема активно обсуждается на Хабре и за его пределами. В частности, уважаемый Юрий Парфёнов @YuriParfenov опубликовал статью о законе Хуанга , который точнее, чем закон Мура, описывает развитие аппаратного обеспечения. Уважаемый Валерий Истишев @istishev в одной из статей 2021 года подробно описал , с какими нюансами закон Мура продолжает работать сегодня. Наиболее очевидный способ компенсировать замедление закона Мура – распараллелить вычисления, о чём, в частности, рассказывает уважаемый Александр Якубович @ragequit в этой статье. Но вместе с потребностью в увеличении вычислительных мощностей растёт и потребность в компактных хранилищах данных, обладающих высокой доступностью. Ниже мы рассмотрим, как в таком качестве могут помочь одноатомные магниты, и как сравнительно недавно научились их создавать.

https://habr.com/ru/articles/792968/

#гольмий #диспрозий #графен #носители_информации #компьютерное_железо

Наноматериалы и нанотехнологии. Часть II

В предлагаемой вниманию читателей работе сосредоточимся на изложении вопросов образования (синтеза, создания) наноматериалов подходом («снизу‑вверх»), т. е. на сборке, самосборке и катализе . В макромире аналогичная задача синтеза изделий также решается при использовании подходов «снизу‑вверх» и часто «сверху‑вниз», но методы совершенно другие, которые перенести в наномир по ряду принципиальных причин не удается. Тем не менее, и в этой области специалисты не стоят на месте и находят со временем более совершенные решения. Имеются ввиду в первую очередь возможности 3D‑печати. Печать выполняется на подложке (англ. carrier или support), которая является инертным или малоактивным материалом, служащим для стабилизации на его поверхности частиц активной каталитической фазы. Новинки в макромире интересны, но о них упомянем очень кратко на основе публикаций в печати. Главное внимание уделим наноснтезу наноматериалов. Важной стороной производства является масштабность и применимость в интересах хозяйственных отраслей. Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения.

https://habr.com/ru/articles/788672/

#нанотехнология #наноматериалы #наночастицы #углеродные_трубки #графен #фуллерены #катализ #катализатор #фермент #пленки

Наноматериалы и нанотехнологии. Часть II

В предлагаемой вниманию читателей работе сосредоточимся на изложении вопросов образования (синтеза, создания) наноматериалов подходом («снизу-вверх»), т.е. на сборке, самосборке и катализе . В макромире аналогичная задача синтеза изделий также решается при использовании подходов «снизу-вверх» и часто «сверху-вниз», но методы совершенно другие, которые перенести в наномир по ряду принципиальных причин не удается. Тем не менее, и в этой области специалисты не стоят на месте и находят со временем более совершенные решения. Имеются ввиду в первую очередь возможности 3D-печати. Печать выполняется на подложке (англ. carrier или support), которая является инертным или малоактивным материалом, служащим для стабилизации на его поверхности частиц активной каталитической фазы. Новинки в макромире интересны, но о них упомянем очень кратко на основе публикаций в печати. Главное внимание уделим наноснтезу наноматериалов. Важной стороной производства является масштабность и применимость в интересах хозяйственных отраслей Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения

https://habr.com/ru/articles/788672/

#нанотехнология #наноматериалы #наночастицы #углеродные_трубки #графен #фуллерены #катализ #катализатор #фермент #пленки

Наноматериалы и нанотехнологии. Часть I

Компания Bayer (Германия 2007) запустила реактор мощностью 200 т/год многостенных углеродных трубок, но им пришлось ограничить производство. Многостенные трубки не нашли ожидаемого сбыта, они делались из графита, а не из графена, одного атомного слоя углерода. Русский автор патента Graphetron Михаил Предтеченский придумал ключевую фразу: «Любым способом создается движущаяся в потоке углеводородного газа частица и на ней растет одностенная трубка». Если в технологии так, то этот патент, если нет, то другой. После этого в патенте можно ничего не называть и не раскрывать. В феврале 2010-го Юрий Коропачинский вместе с Олегом Кирилловым, Юрием Зельвенским и Михаилом Предтеченским создали компанию OCSiAl. Увидеть генератор Graphetron нельзя, он как камень Кааба закрыт занавесом. На сегодняшний момент OCSiAl (с Graphetron) единственный в мире промышленных масштабах производитель одностенных (однослойных) графеновых трубок (SWCNT). Стремительно расширяются и области применения графеновых нанотрубок. Для понимания свойств материальных тел на наномасштабном (от 1 до 100 нанометров) уровне необходимо иметь представление о соответствующих их свойствах на макроскопическом и мезоскопическом уровнях. Приставка нано – означает одну миллиардную (10 –9 ) чего-либо, например, метра. Законы термодинамики в нашем мире играют ведущую роль, и она остается справедливой (сохраняется) для тел с нано размерностью, хотя свойства веществ при измельчении претерпевают существенные изменения. Я не буду здесь говорить о физических законах термодинамики, а приведу лишь теорему Гинзберга – пародию на законы термодинамики, что должно привести читателя к сопоставлениям. 0. Есть игра. (следствие нулевого закона термодинамики ) 1. Вы не можете выиграть. (следствие первого закона термодинамики ) 2. Вы не можете выйти в безубыток. (следствие второго закона термодинамики ) 3. Вы даже не можете выйти из игры. (следствие третьего закона термодинамики ) Понятно, что исчерпывающее изложение вопроса в ограниченной по объему статье невозможно, но как ознакомительный ввод в проблему эта работа предлагается читателям Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения.

https://habr.com/ru/articles/786762/

#магические_числа #элементарная_ячейка #обратное_пространство #решетка #сверхрешетка #решетка_Браве #структура #зона_Бриллюэна #углеродные_трубки #графен

Наноматериалы и нанотехнологии. Часть I

Компания Bayer (Германия 2007) запустила реактор мощностью 200 т/год многостенных углеродных трубок, но им пришлось ограничить производство. Многостенные трубки не нашли ожидаемого сбыта, они делались из графита, а не из графена, одного атомного слоя углерода. Русский автор патента Graphetron Михаил Предтеченский придумал ключевую фразу: «Любым способом создается движущаяся в потоке углеводородного газа частица и на ней растет одностенная трубка». Если в технологии так, то этот патент, если нет, то другой. После этого в патенте можно ничего не называть и не раскрывать. В феврале 2010-го Юрий Коропачинский вместе с Олегом Кирилловым, Юрием Зельвенским и Михаилом Предтеченским создали компанию OCSiAl. Увидеть генератор Graphetron нельзя, он как камень Кааба закрыт занавесом. На сегодняшний момент OCSiAl (с Graphetron) единственный в мире промышленных масштабах производитель одностенных (однослойных) графеновых трубок (SWCNT). Стремительно расширяются и области применения графеновых нанотрубок. Для понимания свойств материальных тел на наномасштабном (от 1 до 100 нанометров) уровне необходимо иметь представление о соответствующих их свойствах на макроскопическом и мезоскопическом уровнях. Приставка нано – означает одну миллиардную (10 –9 ) чего-либо, например, метра. Законы термодинамики в нашем мире играют ведущую роль, и она остается справедливой (сохраняется) для тел с нано размерностью, хотя свойства веществ при измельчении претерпевают существенные изменения. Я не буду здесь говорить о физических законах термодинамики, а приведу лишь теорему Гинзберга – пародию на законы термодинамики, что должно привести читателя к сопоставлениям. 0. Есть игра. (следствие нулевого закона термодинамики ) 1. Вы не можете выиграть. (следствие первого закона термодинамики ) 2. Вы не можете выйти в безубыток. (следствие второго закона термодинамики ) 3. Вы даже не можете выйти из игры. (следствие третьего закона термодинамики ) Понятно, что исчерпывающее изложение вопроса в ограниченной по объему статье невозможно, но как ознакомительный ввод в проблему эта работа предлагается читателям Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения.

https://habr.com/ru/articles/786762/

#магические_числа #элементарная_ячейка #обратное_пространство #решетка #сверхрешетка #решетка_Браве #структура #зона_Бриллюэна #углеродные_трубки #графен