0
19424
Газета Наука Печатная версия

24.10.2023 18:00:00

Глубины плоского мира могут оказаться неисчерпаемы

Световое шоу на атомарном уровне

Тэги: графен, физика, углерод, технологии


графен, физика, углерод, технологии Зеленый луч лазера делает дырки в графене.

В последние годы мы привыкли к частому употреблению сокращения 2D применительно к новым технологиям, использующим моноатомные слои. Самый яркий пример – графен. За его открытие Андре Гейму и Константину Новоселову очень быстро вручили Нобелевскую премию по физике за 2010 год. Как аванс воплощения надежд на создание принципиально новых транзисторов и полупроводников нового поколения, а также прозрачных электродов и сенсоров, которые не нагреваются благодаря высокой теплопроводности материала.

Для всего этого требуется умение манипулировать (осуществлять процессинг) монослоем атомов углерода, что далеко не просто. Но похоже, что сотрудники Университета Тохоку в японском г. Сендай научились с помощью фемтосекундных лазерных импульсов делать в графене, «положенном» на слой нитрида кремния, дырки размером 70 нанометров (нм). Интерес к технологии, не повреждающей графен, связан также и с тем, что диаметр отверстия намного меньше длины волны лазерного света, которая составляет 520 нм. Продемонстрированная технология также способствует удалению атомов других элементов, контаминантов, загрязняющих исходный материал.

Свет все чаще становится «орудием производства», что лишний раз продемонстрировали сотрудники Шаньдонской лаборатории в г. Циндао (Китай). Лазерное излучение уже довольно давно используют в качестве световых пинцетов (tweezers). С их-то помощью в Циндао научились выделять отдельные клетки.

11-12-5480.jpg
Нейроморфный синапс (S),
Pr – пресинаптический нейрон,
P – постсинаптический нейрон. 
Иллюстрации Physorg
Не так давно нейробиологи под электродами понимали проволочки, вводимые в мозг. Недавний рекорд составлял 100 электродов на квадратном сантиметре. В Сити-университете Гонконга для получения больших ансамблей электродов (примерно 75 000 на1 кв. см) использовали стандартные кремниевые пластины (SiO2) диаметром 10 см. Расстояние между электродами из серебра не превышает 2 микрометров (микрон). Электроды покрывают водорастворимым декстраном, в результате чего они оказываются на волокнистом эластичном матриксе SBS (стирол-бутадиен-стирол). Ученые использовали эти электроды для картирования коры головного мозга и записи ее сигналов (Eco – электрокортикограммы). Причем хорошо переносимые пациентами биосовместимые ансамбли сохранялись на протяжении восьми месяцев.

В шанхайском Институте органической химии с помощью фотокатализа имитировали естественный фотосинтез, в ходе которого происходит восстановление диоксида углерода (СО2). Атом углерода в этом соединении дает затем цепочки. Авторы работы отталкивались от фотосинтеза, осуществляемого клетками Rhodobacter красных водорослей. Благодаря добавке кобальта в качестве катализатора удалось восстановить СО2 до метана (СН4) с эффективностью конверсии света 89% в течение 30 дней.

С другой стороны, метан токсичен, поэтому в Университете Гонконга и Университетском колледже Лондона с помощью света научились превращать метан в формальдегид, который широко используется в синтезе пластиков. Конверсию энергии света в перестройку химических связей с почти 100-процентной эффективностью удалось получить благодаря использованию соединения меди и оксида вольфрама (CuWO3).

Возвращаясь к 2D-структурам, нельзя не упомянуть сообщение из лаборатории в г. Лос-Аламосе (США), где создали нейроморфные искусственные синапсы-мемристоры – резисторы с памятью, которые запоминают изменения в сопротивлении под действием тока. Нечто подобное известно и в отношении нейронных синапсов, которые меняют свое сопротивление прохождению нервного импульса и в то же время хранят об этом память, которая необходима при обучении. В качестве «рабочего тела» авторы работы использовали известный материал STO (SrTiO3) с добавкой золота и ниобия (Au/Nb).

Новые мемристоры хорошо имитируют изменчивое поведение нейроморфоного синапса. И нейросеть на этой основе может, например, распознать рукописный материал с точностью 94,7%. Авторы полагают, что такого рода интерфейсы могут широко использоваться в нейроморфных компьютерах нового поколения.


Читайте также


Коммунистическая партия Китая очищает ряды от ненадежных чиновников

Коммунистическая партия Китая очищает ряды от ненадежных чиновников

Владимир Скосырев

За аморалку – уволить, за взятки – исключить

0
2573
Константин Ремчуков. Пекин подверг цензуре речь премьера Ли Цяна на Летнем форуме в Давосе

Константин Ремчуков. Пекин подверг цензуре речь премьера Ли Цяна на Летнем форуме в Давосе

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 15.07.24

0
6039
"Метафизика авангарда" Антона Чиркова в Галерее на Шаболовке

"Метафизика авангарда" Антона Чиркова в Галерее на Шаболовке

Дарья Курдюкова

Савонарола живописи

0
3700
Константин Ремчуков. Си Цзиньпин: Китай и Казахстан установили «уникальное вечное всеобъемлющее стратегическое партнерство»

Константин Ремчуков. Си Цзиньпин: Китай и Казахстан установили «уникальное вечное всеобъемлющее стратегическое партнерство»

Константин Ремчуков

Мониторинг ситуации в КНР по состоянию на 08.07.24

0
7840

Другие новости