#кремний

Обычно квантово-запутанными оказываются тщательно изолированные от внешних воздействий пары фотонов или атомов. Но высокотехнологичные материалы прокладывают для запутанности путь в мир макрообъектов.

Электромобили в значительной степени опираются на литий-ионные батареи, и материалы, из которых они состоят, стремительно меняются. На протяжении многих лет аноды — отрицательные электроды, накапливающие литий во время зарядки, — почти полностью изготавливались из графита.

Пигменты выцветают, диоды сгорают, а структурная окраска таким процессам не подвержена. Ученым осталось придумать, как наносить нанообъекты на поверхности дешево и быстро.

Слушатели узнают про использование силики в промышленности, радиотехнике и микроэлетронике.

Ученые впервые показали, как при нагревании меняется кристаллическая структура слоистых титаносиликатов — минералов куплетскита и цезийкуплетскита. Оказалось, что под действием температуры в кислородной среде марганец, содержащийся в минералах, теряет электроны, а также из минералов «уходит» вода. В результате кристаллы куплетскита и цезийкуплетскита сжимаются. Полученные данные расширяют представления о физических свойствах титаносиликатов, содержащих цезий, и потенциально позволят использовать эти минералы для захоронения радиоактивного цезия.

Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники СПбГУ Руслан Кеворкянц изучил главные физические характеристики силадиаманов — теоретически существующих сверхтонких кремниевых полупроводников. Ученый подтвердил их высокие прочностные и термостабильные характеристики, что делает их перспективными в микроэлектронике, энергетике и фотокатализе.

Исследователи НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге нашли способ создать эффективные микролазеры диаметром всего 5–8 микрометров. Они работают при комнатной температуре, не требуют охлаждения и могут встраиваться в микросхемы. Ученые использовали эффект шепчущей галереи для удержания света и буферные слои для снижения утечек энергии и напряжений. Подход перспективен для интеграции лазеров в чипы, сенсоры и квантовые технологии.

Ученые нашли эффективную конфигурацию фотонного кристалла с функциональной «стеной» под углом к волноводу. Созданная структура концентрирует свет в области, сравнимой с длиной волны излучения.

Неотъемлемое условие бесперебойной работы телекоммуникационных систем — наличие электропитания в любой точке. Но иногда оборудование размещается в таком месте, куда проводить электрический кабель сложно, дорого и даже опасно: это касается высоковольтных датчиков, антенн сотовой связи, оборудования на взрыво- и пожароопасном производстве. В таких случаях используют оптоволокно: оно передает свет, который затем трансформируется в электричество с помощью специального устройства — фотоэлектрического преобразователя. Проблема в том, что в процессе он сильно нагревается, из-за чего хуже работает и быстрее ломается. Ученые Пермского Политеха разработали такую конструкцию, которая обладает эффективной системой теплоотвода и не нуждается в дополнительном внешнем охлаждении. Это позволит снизить рабочую температуру кристалла на 30-40 градусов и повысить эффективность его работы на 10 процентов.

Коллектив ученых из МФТИ и Индии разработал метаповерхность с уникальными электромагнитными свойствами. Эта структура многократно усиливает эффект Парселла для электрических и магнитных излучателей и открывает новые пути для создания фотонных устройств следующего поколения.

Что изготавливали древние люди из драконьего камня из «Игры престолов», почему стекло называют аморфным телом, что с ним будет происходить при температуре свыше 1700 градусов Цельсия, зачем в него добавляют соду, правда ли, что обсидиан тверже платины и из чего состоит настоящее вулканическое стекло? Об этом рассказал эксперт Пермского Политеха.

Международная коллаборация ученых продемонстрировала возможность значительно улучшить оптические свойства кремния, изменяя свойства света, с которым взаимодействует материал.

Ученые описали этапы формирования объемного «рисунка» на поверхности кристаллического кремния под действием лазерного излучения. Такой «рисунок» улучшает способность материала поглощать свет, поэтому полученные в результате лазерной обработки образцы кремния позволили авторам сконструировать датчик света, чувствительность которого в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн в два раза превышает характеристики прибора на основе обычного кремния. На таких длинах волн сигнал в кварцевом оптоволокне ослабевает гораздо меньше, поэтому предложенное устройство можно будет использовать для усовершенствования оптоволоконных сетей, обеспечивающих интернет-соединение.

В новой работе исследователи из США рассказали об устройстве, с помощью которого можно превращать материалы, плохо проводящие электрический ток, в эффективные проводники для последующего использования в квантовых компьютерах. По мнению ученых, разработка сделает такие компьютеры «повседневной реальностью».

Ученые из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова РАН и МФТИ с коллегами синтезировали кремнийорганический модификатор на основе фенилбороновой кислоты, обладающий особой стабильностью при хранении и обеспечивающий селективное присоединение к гидрид-содержащим соединениям. С его помощью можно получать различные кремнийорганические производные фенилбороновой кислоты, которые могут найти множество применений: начиная от органического синтеза и заканчивая получением полимерных материалов на их основе.

Команда лаборатории «Нейроэлектроника и мемристивные наноматериалы» Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ получает новые материалы для элементной базы нейроморфной электроники. В качестве активного слоя в искусственных синапсах нейропроцессоров будущего, возможно, будут использоваться пленки ниобата лития.

Для изготовления металлических деталей сложной формы, например, лопаток турбореактивного двигателя, ювелирных украшений, зубных протезов, применяют прецизионное литье по выплавляемым моделям. Этот процесс заключается в создании твердой керамической оболочки вокруг воскового образца. При высокой температуре воск выплавляют, а в образовавшуюся пустоту заливают металл, образуя отливку. Проблема в том, что воск не впитывает влагу, а керамическая смесь, которая наносится на образец, создается на водной основе. При изготовлении оболочки важно, чтобы керамическая суспензия хорошо смачивала восковую модель, тогда получится качественная металлическая отливка необходимой формы. Ученые Пермского Политеха разработали технологию повышения способности к смачиванию, изменив физические свойства самой восковой поверхности. Этот метод способен радикально изменить и упростить технологию подготовки литейных форм.

Солнечная энергетика набирает темпы во всем мире, но ограниченный срок службы солнечных панелей (иногда по 25-30 лет) грозит серьезными проблемами. По прогнозам, к 2050 году до 78 миллионов тонн солнечных панелей выйдут из эксплуатации — притом что они сделаны из практически неразлагающихся материалов. Исследователи из Сингапура предложили выход — новый способ переработки отслуживших панелей, который позволит закольцевать их жизненный цикл и направить на производство другой важной продукции.

Ученые консорциума Центра компетенций НТИ «Фотоника» из Алферовского университета совместно с коллегами из МФТИ создали мультисенсор на основе нанонитей кремния. Разработка за одну минуту детектирует аммиак, соляную кислоту, ацетон и изопропиловый спирт в парах воды для медицинских и экологических применений.

Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из НИТУ МИСИС и Университета Вирджинии разработали экологичную технологию обескремнивания активированного цирконового концентрата при температуре 80-90 градусах с последующим получением бадделеита. Такой метод позволит использовать отечественное сырье для производства металлического циркония и бадделеитовой керамики, необходимых для атомной отрасли, черной и цветной металлургии.

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных имплантов, сращивающих переломы. Результаты исследования свидетельствуют, что полученные образцы малотоксичны, прочны, биоразлагаемы и на них может формироваться костная ткань.

Новая технология позволяет из обычных отходов получать высококачественные квантовые точки, излучающие оранжево-красным.

Слоистые структуры из металлов и диэлектриков используются для выявления веществ в низких концентрациях вплоть до отдельных молекул. Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ сравнили чувствительность тонких золотых пленок на разных слоистых структурах к модельной молекуле для поиска оптимальной основы сенсоров. Обнаруженные эффекты могут улучшить работу сверхчувствительных сенсоров, способных различать отдельные молекулы.

Эффект, благодаря которому возможна запись информации в кремниевом кольцевом микрорезонаторе с помощью импульсов света разной интенсивности, впервые описан учеными ЛЭТИ. Он открывает большие возможности по созданию быстродействующих модулей памяти для оптических компьютеров будущего.

Представьте: вы гуляете на берегу пруда. Утки, косяки рыб, шустрые водомерки на глади воды… А если зачерпнуть ее в пробирку и взглянуть в микроскоп, можно обнаружить совсем иную красоту — удивительные диатомовые водоросли.

Ученым ННГУ удалось повысить интенсивность светоизлучающих свойств кремния за счет оптимизации синтеза гексагональной фазы 9R-Si.

Новая слоистая модификация кремния может найти применение в перспективных видах электроники, аккумуляторах, солнечных батареях.

Группа ученых, в которую вошли сотрудники Университета ИТМО, Института физики микроструктур РАН, Сколтеха, Института общей физики РАН, и МГУ, в сто раз усилила свечение квантовых точек на кремниевой подложке. Такие структуры применяются в микроэлектронике для обработки электронных сигналов. Технологию можно будет использовать для создания чипов нового поколения — способных быстро передавать информацию из компьютера в оптоволоконную сеть.

Исследуя культуры диатомовых водорослей, выделенных из почв Европы и Азии, ученые из Института физиологии растений имени К. А. Тимирязева РАН обнаружили пять новых видов. В том числе несколько уникальных для этих территорий, хотя раньше считалось, что водоросли этого рода распространены по всему земному шару. 25 штаммов этих организмов разделили на виды по сходству генов и внешнему строению покровов, создав тем самым коллекцию, которая может стать основной для поиска улучшенных способов производства веществ, важных для медицины, фермерства и рыбных хозяйств, ведь диатомовые водоросли быстро растут и могут накапливать полезные вещества даже при недостатке питания в среде.

Сотрудники Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с зарубежными коллегами из Испании, Великобритании, Швеции и Сингапура включая первооткрывателя двумерных материалов и нобелевского лауреата Константина Новосёлова впервые измерили гигантскую оптическую анизотропию в слоистых кристаллах дисульфида молибдена. Ученые предполагают, что подобные кристаллы дихалькогенидов переходных металлов придут на смену кремнию в фотонике. Двулучепреломление с гигантской разницей в коэффициентах преломления, свойственное этим веществам, позволит создать более быстродействующие и при этом миниатюрные оптические устройства.

Если не заниматься переработкой, то к 2050 году мир столкнется с 60 миллионами тонн отработанных фотоэлектрических пластин. Ученые из Сколтеха совместно с коллегами из МГУ разработали новый способ переработки кремниевых пластин. Открытие может помочь отыскать экологичный способ утилизации кремния без использования токсичных реагентов.

Сотрудникам лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники Физико-технического факультета Университета ИТМО впервые удалось добиться перехода от спонтанного к вынужденному рассеянию в наночастицах, размер которых в десятки раз меньше аналогов. Таким образом, исследователи получили самую компактную платформу, которая поддерживала бы такой режим. Созданная платформа из наночастицы кремния на сапфировой подложке может использоваться в задачах сенсинга, детектирования и термометрии, что открывает широкие возможности для будущего применения ее в биомедицине, таргетной доставке лекарств, а также в качестве альтернативы электронным устройствам в оптических чипах.

Ученые НИТУ «МИСиС», ФТИ имени А. Ф. Иоффе и компании «Совершенные кристаллы» продемонстрировали возможность изготовления нового материала и эффективного управления его свойствами с помощью дешевой и экономичной технологии его выращивания. Материал является перспективной альтернативой кремнию в приборах силовой полупроводниковой электроники и позволяет работать с более высокими напряжениями, при более высоких температурах и с меньшими потерями мощности.

Воспроизведя в эксперименте огромное давление и температуру, существующие на дне далеких планет-океанов, ученые обнаружили, что у них может вообще не быть определенного дна.

Группа ученых из Санкт-Петербурга предложила и экспериментально опробовала технологию создания высокоэффективных солнечных батарей на основе А3В5 полупроводниковых соединений на кремниевой подложке, которые в будущем могут иметь эффективность в полтора раза больше и при этом более низкую себестоимость, чем нынешние фотовольтаические преобразователи с одним каскадом.

Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из США нашли способ значительно уменьшить размер проводящих (транзисторных) элементов для электронных устройств, что позволит увеличить их производительность. Для этого в качестве исходного материала вместо кремния предлагается использовать титан, цирконий и серу.

Астрофизики подсчитали, что массовое производство энергии с помощью солнечных панелей на основе кремния может указать на присутствие на планете технически развитой цивилизации.

Ученые создали солнечные батареи на основе органики, которые могут тянуться и гнуться.

В атмосфере далекой голубой звезды HD 87240 обнаружились аномальные количества ртути, платины и редкоземельных элементов.

Международная команда исследователей под руководством Бристольского университета продемонстрировала, что свет можно использовать для реализации многофункционального квантового процессора.

Корейские ученые вычислили структуру кремния, обладающую сверхпроводящими свойствами и устойчивую при обычных давлении и температуре

Можете ли вы представить, как с помощью ускорителя частиц режут кристалл кремния? Скорее всего, то, что вы представите, не будет совпадать с реальной картиной.

«Недостающим звеном», которое так давно озадачивало геологов, оказался кремний: по новым оценкам, на него приходится более 5 процентов всей массы внутреннего ядра нашей планеты.

Американские ученые разработали технологию, которая позволяет синтезировать органические кремний-углеродные связи методом направленной эволюции. Результаты исследования представлены в журнале Science.

Американские инженеры разработали технологию молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), которая позволяет совместить новые функциональные материалы с кремниевыми чипами. Об этом сообщается в журнале AIP Scitation.

Международная группа ученых в рамках программы Евросоюза (ЕС) Graphene Flagship разработала технологию создания бюджетных графен-кремниевых фотодетекторов повышенной чувствительности. Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Letters.

Ученые из Центра технических исследований Финляндии VTT разработали технологию создания суперконденсатора на основе пористого кремния с рекордным ресурсом подзарядки. Об этом сообщает журнал Nano Energy.

Британские ученые нашли метод, позволяющий видеть сквозь полупроводниковый материал микросхем. Такой подход наверняка пригодится для производителей электроники, позволяя обнаруживать в микрочипах мельчайшие дефекты.

Группа ученых из Гонконгского университета науки и техники разработала технологию, позволяющую генерировать крошечные лазеры на поверхности кремния для создания сверхбыстрых микропроцессоров. Открытие может совершить революцию в полупроводниковой промышленности и коснуться других отраслей.