Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Новый субтерагерцевый анализатор поможет создать скоростные вычислительные устройства
Ученые из Института радиотехники и электроники РАН имени В. А. Котельникова, Московского физико-технического института и Национального университета Чунгбук представили концепт спектрального анализатора субтерагерцевого излучения. Разработка позволит выполнять настройку приборов в перспективном для скоростной вычислительной техники субтерагерцевом диапазоне. Это открывает возможности для проектирования систем нового технологического уклада — нейроморфных компьютеров, мобильной связи 6G, сканирующих устройств на атомарном уровне.
Ученые из Института радиотехники и электроники РАН им. В. А. Котельникова, Московского физико-технического института (Москва, Россия) и Национального университета Чунгбук (Чхонджу, Южная Корея) представили концепт спектрального анализатора субтерагерцевого излучения. Работа опубликована в журнале IEEE Transactions on Nanotechnology.
Актуальность разработки заключается в том, чтобы предложить научному и инженерному сообществу новый надежный инструмент для создания и калибровки компонентов высокопроизводительной электроники, которая работает в субтерагерцевом диапазоне. Эти частоты представлены в нижней части терагерцевого спектра — примерно от 100 гигагерц до одного терагерца. Раньше такое излучение называлось субмиллиметровыми волнами, или дальним инфракрасным излучением.
«Предложенный анализатор измеряет спектр субтеррагерцевого излучения. Простыми словами, он определяет, из каких простых сигналов состоит сложный входной сигнал. При этом внутри устройства находится генератор собственного излучения, который перестраивается в заданном диапазоне частот. В момент, когда частота собственного сигнала совпадает с частотой внешнего, можно наблюдать увеличение напряжения», — рассказала основной автор научной работы, инженер ИРЭ, магистрант кафедры твердотельной электроники, радиофизики и прикладных информационных технологий МФТИ Анастасия Митрофанова.
По словам специалиста, в предложенном анализаторе роль генератора выполняет источник колебаний — антиферромагнитный осциллятор. Он состоит из слоя немагнитного металла и антиферромагнитного слоя на нем. Антиферромагнетики — это особый класс веществ, в структуре которых есть маленькие магнитные области (домены). Они имеют противоположные направления намагниченности и компенсируют друг друга. Поэтому антиферромагнетики не притягивают металлы. Однако их используют в качестве осцилляторов, потому что они обладают высокой частотой колебаний.
«По слою немагнитного металла протекает постоянный ток высокой плотности, что приводит к вращению намагниченностей доменов антиферромагнетиков. В зависимости от плотности тока эти намагниченности вращаются быстрее или медленнее. То есть изменение плотности тока приводит к изменению частоты антиферромагнитного осциллятора. Поэтому можно перестраивать собственный сигнал генератора от более низких к более высоким частотам», — пояснила Анастасия Митрофанова.
Субтерагерцевый диапазон интересен тем, что позволяет реализовать высокоскоростные вычисления, поскольку чем выше частота устройства, тем быстрее оно работает. По сравнению с современными процессорами производительность субтерагерцевых устройств может быть выше в сотни раз. В будущем такие устройства будут полезны, например, при создании нейроморфных компьютеров.
Также с субтерагерцевыми частотами ассоциируют развитие широкополосных систем связи, что обусловлено их способностью передавать большие объемы данных на высоких скоростях. Это может способствовать развитию мобильных сетей шестого поколения и технологий интернета вещей. Вместе с тем в субтерагерцевом диапазоне находятся линии поглощения многих молекул, что делает его полезным для создания новых типов оборудования для спектроскопии и идентификации материалов. В том числе систем досмотра для обнаружения запрещенных веществ. Кроме того, возможности таких частот привлекательны для использования в медицине в качестве замены небезопасного рентгеновского излучения.
«Сложности в работе субтерагерцевыми частотами возникают из-за отсутствия эффективных источников и детекторов, которые работают в этом диапазоне. Тем не менее, поскольку эти частоты позволяют реализовать высокоскоростные вычисления, сейчас идет активная разработка механизмов для генерации, приема и расшифровки таких сигналов», — сообщила Анастасия Митрофанова.
Она отметила, что предложенный в рамках исследования концепт устройства на основе антиферромагнитного осциллятора позволяет достичь сопоставимых или более высоких скоростей определения частоты субтеррагерцевого сигнала по сравнению с существующими коммерческими аналогами.
При этом разработанная модель проще в изготовлении и эксплуатации. В частности, концепт, в отличие от альтернативных устройств на основе сверхпроводников (где также достигаются частоты в десятки и сотни гигагерц), позволяет создавать анализаторы, которые работают в обычных условиях при комнатной температуре.
«По мере развития электронные устройства становятся все более миниатюрными. При этом в них возрастает сопротивление материалов и увеличиваются потери энергии. Поэтому нужна электроника, которая не использует движение электронов. Одно из решений в этом направлении — это использование спина, магнитного момента электрона. В таких устройствах возникают те же эффекты, что и в электронных, но без потерь энергии, что открывает широкие перспективы для увеличения производительности электроники», — прокомментировал фундаментальные задачи научной работы Сергей Никитов, академик РАН, директор ИРЭ, профессор кафедры твердотельной электроники, радиофизики и прикладных информационных технологий МФТИ. По его словам, задача ученых — подготовить научную основу для разработки подобных устройств.
Telegram 
Дзен 
VK Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Российские работодатели наряду с традиционными методами поиска сотрудников все чаще стали прибегать к автоматизированным инструментам, среди которых, в частности, ресурсы рекрутинга на базе искусственного интеллекта. Технологии действительно шагнули так далеко, что программы с большими языковыми моделями могут даже проводить собеседования — это экономит трудовые и временные ресурсы, обеспечивает удобство и объективность процесса. Но без проблем все же не обходится. Научный сотрудник института «Компьютерные науки и прикладная математика» МАИ Юрий Чайников рассказал о том, какие проблемы могут возникнуть при собеседовании с ИИ и смогут ли в будущем кандидаты отказаться от такого формата найма в пользу традиционного.
Международная группа исследователей разработала методику, которая самостоятельно настраивает математическую модель магнитного взаимодействия. Новый алгоритм позволит более реалистично моделировать и проектировать материалы с требуемыми свойствами и предсказывать их свойства перед экспериментальной проверкой.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Изучив поведение 69 видов птиц в разных областях Западных Гат (Индия), международная исследовательская группа наконец объяснила, почему территориальные и всеядные птицы чаще других поют по утрам.
Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ экспериментально показала, что люди, страдающие биполярным расстройством, считают мир более нестабильным, чем он есть на самом деле, и из-за этого чаще принимают нерациональные решения. Ученые предполагают, что полученные результаты позволят в будущем разработать более точные методы диагностики и терапии биполярного аффективного расстройства.
Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.
Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.
Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно