Революционный техник открытий в ближайшие несколько десятилетий, те, которые изменят повседневную жизнь, может исходить от новых материалов настолько мала, они заставляют наноматериалов выглядеть кусковых бегемотов.
Эти новые материалы будут разрабатываться и уточняться на уровне пикометра, что в тысячи раз меньше нанометра и в миллион раз меньше, чем микрометр (который сам по себе меньше, чем ширина человеческого волоса). Для того, чтобы сделать эту работу, ученые должны будут пройти обучение в массиве новое оборудование, которое может измерять и направлять таких изысканно контролируемых материалов. Работа предполагает разработку материалов теоретически, высасывали их, и характеризующие их свойства.
В Йельском университете, у них есть имя, они называют его «picoscience».
«Исследователи Йельского придумывают все новые и новые материалы, маленький, быстрый, и может выполнять множеством способов, таких как имитация нейронов в мозге, вычисления с магнитами, а также для расчета и принципы квантовой механики», — сказал Фредерик Уокер, старший научный сотрудник лаборатории Чарльза Ан, Джон Мэлоун, профессор кафедры прикладной физики, машиностроение и материаловедение, и физика, и завкафедрой прикладной физики.
Ан есть старший автор нового исследования, что движется picoscience еще в одном направлении: принимая элементы из таблицы Менделеева и переделывая их на субатомном уровне для изучения новых материалов.
Sangjae ли, аспирант в лаборатории Ан и первый автор исследования, разработаны и вырос новый материал, который представляет собой искусственный многослойный кристалл, состоящий из лантана элементов, титана, кобальта и кислорода.
Исследователи слоистых элементов одной атомной плоскости одновременно, так что один атом толщиной листов оксида титана переноса электрона на один атом толщиной-листов из оксида кобальта. Это изменило электронные конфигурации и магнитных свойств листа оксида кобальта.
«Мы были в состоянии управлять атомов с точностью гораздо меньше, чем сам атом», — сказал Ли. «Новые кристаллы могут стать основой для разработки новых магнитных материалов, в котором хрупкое равновесие между магнетизма и электронной проводимости в таких малых масштабах длин можно манипулировать в романе, транзистора как устройства, которые имеют большую производительность по сравнению с сегодняшней транзисторов.»
Ли обучение по ряду инструментов, которые разрабатываются на Национальном синхротронном источнике света II в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке. Синхротрон-это машина размером с футбольное поле, которое ускоряет электроны почти до скорости света. Электроны генерируют чрезвычайно яркие рентгеновские лучи, которые используются исследователями в экспериментах.
Новые исследования были опубликованы в журнале «физическое обозрение» письма и особенности соавторов из Йеля, Брукхейвен, институт утюг, и Аргоннская национальная лаборатория. Йельский соавторов, в дополнение к Ан и Ли, Сохраб Исмаил-Beigi, Алекс Taekyung ли, ходок, Анкит Диса, и отель ичэньхуатянь Цзя.
Помимо проектирования и выращивания новых материалов, Sangjae ли охарактеризовать их и проанализировали результаты. С теоретической стороны, Йельский коллеги Алекс Taekyung Ли и Александру Георгеску, который сейчас находится в центре для вычислительной квантовой физики в Институте утюжком, использовать квантово-механические расчеты для вычисления структуры материалов и ее влияние на их электронные конфигурации. Эта работа включена команда для описания магнитного состояния материалов.
Йель определила развитие квантовой материалов в качестве приоритетного научного направления, предвидя их использования в новых вычислительных систем, которые будут значительно опережать сегодняшние компьютеры. Университет также отметил значимость сотрудничества с Брукхейвен, который имеет одни из самых современных материалов характеристика объектов в США, включая новейшие страны синхрофазотрона.
«Изобретение новых материалов в технологических достижения, которые изменили нашу жизнь», — сказал соавтор Исмаил-Beigi, профессор прикладной физики в Йеле. «Новые электронные материалы наехали постоянно растущие возможности сотовых телефонов, компьютеров, планшетов, смарт-часы и медицинские изделия».
Соавтор Уокер подчеркнул важность связи между экспериментаторами и теоретиками в проведении исследований picoscience: «синергетический обратной связи между теоретической разработки и экспериментального производства имеет решающее значение для успешного открытия новых свойств материалов», — сказал он. «Эта петля обратной связи является отличительной чертой программы Национального научного фонда Открытие материалами и изначально была разработана в Йельском университете».
Работа поддержана отделением ВВС США научных исследований, Национальный научный фонд и Министерство энергетики основных энергетических наук.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!