将金属转变为电介质。免费技术图书馆新闻

金属转化为电介质

03.05.2017

高等经济学院和于韦斯库尔纳米中心（芬兰）的研究人员首次通过实验证明了金属纳米线中的量子尺寸效应。发现的效应是普遍的，在设计超小型纳米电子系统时应该考虑到这一点。

该研究显示了由铋制成的金属纳米线的电阻在其直径减小然后急剧增加的过程中如何非单调变化，从而将物体转变为介电（绝缘）状态。据科学家称，量子尺寸效应与一种基本现象有关——电子能谱的量子化。它只能在尺寸极小的物体中观察到。

“电荷载流子通常是一个电子，不可能确定它的精确位置，但我们知道它在某个区域的概率。这个概率用量子力学波函数来描述，每个波都有自己的特征尺度- 波长，”其中一位合著者的研究解释道。 - 所以，如果我们制作一个导体，其尺寸与该波的波长相当，系统的特性就会发生质的变化。在在这种情况下，我们说的是能级的量子化，即将连续光谱分裂为明确定义的能级。此外，还有所谓的费米能级，它将填充的能态与未填充的能态分开。所以，作为大小导体的能量降低，能级开始相对于这个阈值移动，并且在最后一个充满的能级穿过费米能级的那一刻，样品从金属态过渡到绝缘态。这就是我们案例中量子尺寸效应的本质。”

选择纳米线作为“测试对象”，因为线是任何电路的基础，并且还研究了薄膜作为示例。有几种研究量子尺寸效应 (QSE) 的方法。第一，同一样本的大小不断减少；在第二个中，使用了几个不同大小的样本。

研究人员选择了第一个，因为他们认为它与“更清洁”的实验相匹配。这种情况下的主要问题是减少结构以免损坏它的任务。通过用惰性气体（氩）的定向离子束进行蚀刻来减小纳米结构的尺寸，从而“研磨”表面。找到了最佳加工模式，其中表面粗糙度约为1纳米（约两个原子层）。在这种情况下，最小线径约为 40 nm，起始直径约为 300 nm。样品本身是使用相当标准的电子束光刻和定向真空沉积工艺制造的。在制作样品并仔细检查后，选择最好的样品进行测量。然后，离子蚀刻和测量的循环重复了很多次，直到结构变薄到它完全失效（即撕裂）的极限。

“这项工作的主要结果是，这种珍贵的金属-绝缘体转变不仅存在于理论家的计算中，还可以通过实验观察到。在早期的工作中，这一结果是在薄膜上实现的，也有人尝试这样做在纳米线中，但不太成功。所以我们可以说我们的工作是第一个通过实验证明金属导体中的量子尺寸效应的工作。量子尺寸效应是一种普遍现象，绝对应该存在于任何足够的系统中小尺寸。因此，我们的研究使确定（纳米）电子电路元件小型化的基本限制成为可能，“科学家指出。

<< 返回： 共同关注使大脑同步 04.05.2017

>> 转发： 对抗全球变暖的人造冰川 03.05.2017

科技、新电子最新动态：

量子纠缠的熵规则的存在已被证明 09.05.2024

量子力学以其神秘的现象和意想不到的发现继续让我们惊叹不已。最近，RIKEN 量子计算中心的 Bartosz Regula 和阿姆斯特丹大学的 Ludovico Lamy 提出了一项新发现，涉及量子纠缠及其与熵的关系。量子纠缠在现代量子信息科学技术中发挥着重要作用。然而，其结构的复杂性使得理解和管理它具有挑战性。轩辕十四和拉米的发现表明，量子纠缠遵循类似于经典系统的熵规则。这一发现开辟了量子信息科学和技术的新视角，加深了我们对量子纠缠及其与热力学联系的理解。研究结果表明纠缠变换具有可逆性，这可以大大简化它们在各种量子技术中的使用。开启新规则 ... >>

迷你空调 Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

夏天是放松和旅行的季节，但炎热的天气往往会让这个时间变得难以忍受的折磨。来认识一下索尼的新产品——Reon Pocket 5 迷你空调，它有望让用户的夏天变得更加舒适。索尼推出了一款独特的设备 - Reon Pocket 5 迷你空调，可在炎热的天气为身体提供凉爽。有了它，用户只需将其戴在脖子上，就能随时随地享受清凉。这款迷你空调配备自动调节运行模式以及温度和湿度传感器。得益于创新技术，Reon Pocket 5 可根据用户的活动和环境条件调整其操作。用户可以使用通过蓝牙连接的专用移动应用程序轻松调节温度。此外，为了方便起见，还提供特别设计的T恤和短裤，可以在上面安装迷你空调。设备可以哦 ... >>

星际飞船的太空能源 08.05.2024

随着新技术的出现和太空计划的发展，在太空生产太阳能变得越来越可行。初创公司 Virtus Solis 的负责人分享了他的愿景，即利用 SpaceX 的 Starship 建造能够为地球供电的轨道发电厂。初创公司 Virtus Solis 推出了一项雄心勃勃的项目，利用 SpaceX 的 Starship 建造轨道发电厂。这个想法可以显着改变太阳能生产领域，使其更容易获得和更便宜。该初创公司计划的核心是降低使用 Starship 将卫星发射到太空的成本。这一技术突破预计将使太空太阳能生产相对于传统能源更具竞争力。 Virtual Solis 计划在轨道上建造大型光伏板，并利用 Starship 运送必要的设备。然而，关键挑战之一 ... >>

制造强大电池的新方法 08.05.2024

随着技术的发展和电子产品的广泛使用，创造高效、安全能源的问题变得越来越紧迫。昆士兰大学的研究人员推出了一种制造高功率锌基电池的新方法，该方法可能会改变能源行业的格局。传统水基充电电池的主要问题之一是电压低，这限制了它们在现代设备中的使用。但由于科学家开发出一种新方法，这一缺点已被成功克服。作为研究的一部分，科学家们转向了一种特殊的有机化合物——儿茶酚。事实证明，它是一个可以提高电池稳定性并提高其效率的重要组件。这种方法使得锌离子电池的电压显着提高，使其更具竞争力。据科学家称，这种电池有几个优点。他们有b ... >>

温啤酒的酒精含量 07.05.2024

啤酒作为最常见的酒精饮料之一，有其独特的味道，会根据饮用温度的不同而发生变化。国际科学家团队的一项新研究发现，啤酒温度对酒精味觉有显着影响。由材料科学家雷江领导的这项研究发现，在不同温度下，乙醇和水分子形成不同类型的簇，从而影响酒精味道的感知。在低温下，会形成更多的金字塔状簇，从而降低“乙醇”味道的刺激性，使饮料的酒精味更淡。相反，随着温度升高，簇变得更加链状，导致酒精味更明显。这解释了为什么某些酒精饮料（例如白酒）的味道会根据温度而变化。获得的数据为饮料制造商开辟了新的前景， ... >>

来自档案馆的随机新闻

带蓝牙和自动调节功能的汽车座椅 12.12.2012

现代汽车制造商似乎将他们拥有的所有技术解决方案都放在了他们的车辆上，有些是多余的，有些根本没用，有些是有趣的，真的让司机和乘客的生活更轻松。佛吉亚在洛杉矶车展上提出了一个非常有用的想法。

佛吉亚工程师开发了一款配备按摩系统和电子控制单元的豪华汽车座椅。按摩系统基本上没有什么新东西，例如，福特从工厂就发布了具有此功能的座椅。蓝牙支持看起来更有趣。无线模块用于连接安装了特殊应用程序的智能手机，它可以让您完全为自己定制座椅。

为了进行微调，座椅有 12 个驱动器，在它们的帮助下，您可以为每个驱动器选择最佳配置。要在应用程序中加载预设，您可以输入一些关于您自己、身高、体重和性别的信息。您甚至可以上传您的照片，以便系统分析并接收有关驾驶员或乘客的体型和姿势的基本信息，根据这些数据，座椅本身将设置最佳设置。

查看全文 科技新闻档案馆，新电子

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论