Biaya serupa tertarik satu sama lain

Anonim

Para ilmuwan NUST MISIS telah menemukan bagaimana pembentukan keadaan laten dalam tantalum disulfida berlapis berkembang. Penemuan ini memiliki aplikasi masa depan dalam memori komputer.

Profesor Petr Karpov dan Serguei Brazovskii, keduanya peneliti di NUST MISIS, telah mengembangkan teori yang menjelaskan mekanisme pembentukan keadaan laten di tantalum disulfida berlapis, salah satu bahan yang paling menjanjikan untuk mikroelektronika modern. Keadaan laten materi ditemukan oleh Serguei Brazovskii dengan sekelompok eksperimen dari Slovenia pada tahun 2014. Dalam percobaan itu, sampel tantalum disulfida, yang kurang dari 100 nanometer, diterangi oleh laser ultrashort. Melalui pulsa di daerah yang disinari, sampel dapat dialihkan ke konduktor dielektrik dan kembali ke keadaan semula. Peralihan itu terjadi hanya dalam satu picosecond — tingkat yang jauh lebih cepat daripada dalam material "tercepat" yang digunakan sebagai media penyimpanan di komputer modern. Kondisi itu bertahan setelah terpapar. Dengan demikian, materi tersebut telah menjadi kandidat potensial untuk dasar media data informasi generasi berikutnya.

Profesor Petr Karpov, insinyur di Departemen NUST MISIS untuk Fisika Teoritis dan Quantum Technologies, mengatakan "Ledakan dalam studi tantalum disulfida berlapis terjadi setelah rekan-rekan kami dari Slovenia menemukan keadaan laten, tidak dapat dicapai dalam transisi fase konvensional (termodinamik). Namun, Sebagian besar dari karya-karya ini bersifat eksperimental, dan teori ini tertinggal di belakang, mekanisme apa dari formasi laten negara, sifatnya tetap tidak jelas Mengapa sistem tidak kembali ke keadaan semula, terus tetap dalam bentuk yang dimodifikasi tanpa batas? artikel, kami mencoba untuk menemukan pembenaran teoritis dari proses yang terjadi. "

Tantalum disulfida termasuk ke dalam kelompok khusus bahan konduktor di mana yang disebut bentuk gelombang muatan-kerapatan. Ini berarti bahwa selain puncak alami kepadatan elektron yang disebabkan oleh kehadiran atom, ada juga periodisitas lain yang beberapa kali lebih besar daripada jarak antara atom berdekatan dengan kisi kristal. Dalam hal ini, tingkat periodisitasnya adalah akar dari 13, jadi ada perbedaan yang cukup besar.

Gambar A menunjukkan lapisan atom tantalum. Periode antara "superpeaks" ditandai dengan panah merah. Keadaan situs di lapisan tantalum disulfida berbeda satu sama lain dalam kenyataan bahwa kerapatan elektron maksimum dipusatkan pada atom tantalum. Yang merah menunjukkan satu keadaan, sedangkan yang biru dan putih menunjukkan negara lain.

Karya ilmuwan NUST MISIS terdiri dari membangun dan mempelajari model teoritis universal yang dapat menggambarkan sifat paling penting dari negara yang baru ditemukan — pembentukan dan transformasi mosaik-struktur nano (pic. B). Beberapa atom logam terbang keluar dari kisi setelah pemrosesan impuls listrik dalam sampel tantalum disulfida berlapis, dan yang menyebabkan cacat — mengisi kekosongan dalam kristal elektronik.

Namun, alih-alih menjaga jarak maksimum dari satu sama lain, biaya dicor sepanjang rantai linear atom tantalum, membentuk batas-batas zona dengan keadaan atom tantalum yang berbeda. Domain-domain ini kemudian pada dasarnya rantai, terhubung ke jaringan global. Memanipulasi nanoset ini adalah alasan untuk beralih dan efek memori yang diamati dalam materi.

"Kami mencoba mencari tahu mengapa tuduhan serupa dalam struktur seperti itu tidak mengusir, tetapi, pada kenyataannya, tertarik satu sama lain. Ternyata proses ini secara energik lebih menguntungkan daripada penghapusan muatan positif maksimum satu sama lain karena pembentukan dinding domain pecahan bermuatan meminimalkan muatan dinding penyusun atom, itulah sebabnya mengapa sistem domain menjadi lebih stabil. Ini benar-benar dikonfirmasi oleh percobaan, dan seluruh kristal dapat dibawa ke keadaan seperti itu dengan mosaik domain dan gumpalan-gumpalan yang membelah dinding, "tambah Petr Karpov.

Berkat pengembangan teori ini, adalah mungkin untuk mengkonfirmasi bahwa status domain dari tantalum disulfide dapat digunakan untuk penyimpanan jangka panjang dan operasi informasi super cepat. Sebuah artikel dengan hasil penelitian diterbitkan dalam Laporan Ilmiah.

menu
menu