Tia laser biến chất điện môi thành chất dẫn điện. Thư viện kỹ thuật miễn phí

TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, SỰ PHÁT TRIỂN TRONG ĐIỆN TỬ
Thư viện kỹ thuật miễn phí / nguồn cấp tin tức

Tia laze biến chất điện môi thành chất dẫn điện

06.04.2018

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế lần đầu tiên mô tả về mặt lý thuyết cái gọi là chất điện môi Mott sẽ hoạt động như thế nào dưới tác động của các xung laser siêu ngắn và rất mạnh và quang phổ của bức xạ phản xạ từ bề mặt của chúng sẽ như thế nào.

Tính toán cho thấy rằng trong trường hợp này chất điện môi sẽ biến thành chất dẫn điện. Trong tương lai, hiện tượng này có thể được sử dụng cho điện tử, nghiên cứu các quá trình nhanh và trạng thái lượng tử trong vật chất.

Chất điện li là chất dẫn điện kém, vì chúng có ít electron tự do nên dễ di chuyển và mang điện tích. Trong các chất điện môi thông thường, điều này là do đặc thù của sự phân bố các electron trên các mức năng lượng phát sinh trong trường của mạng tinh thể. Điều này được mô tả bởi một trong những phần chính của vật lý lượng tử - lý thuyết dải.

Các chất điện môi Mott khác với các chất điện môi thông thường ở chỗ dòng điện không thể chạy trong chúng vì một lý do hoàn toàn khác, do sự tương tác mạnh mẽ giữa các electron. Trong chúng, chuyển động của các electron có khả năng tạo ra dòng điện bị “can thiệp” bởi các electron khác nằm trên các nguyên tử lân cận. Bằng lực đẩy của chúng, chúng "khóa" từng electron trên nguyên tử của chúng và làm cho chất này trở thành chất điện môi. Chúng được đặt theo tên của nhà vật lý người Anh Neville F. Mott, người đoạt giải Nobel năm 1977, người đã giải thích sự xuất hiện của chúng vào năm 1949. Các chất điện môi Mott (theo quy luật, đây là các oxit của kim loại chuyển tiếp, ví dụ, NiO) ngừng dẫn dòng khi nguội đi, khi tương tác giữa các electron trở nên đáng kể hơn.

Các thí nghiệm về tác động của ánh sáng đối với vật chất đã bắt đầu cách đây khoảng 20 năm. Nhưng sự cần thiết phải tính đến sự tương tác của các electron khiến việc nghiên cứu về mặt lý thuyết các quá trình trong chất điện môi Mott trở nên khó khăn. Vì vậy, cho đến nay, các nguyên tử hoặc phân tử đơn lẻ được xem xét để nghiên cứu hành vi của các electron trong các obitan của nguyên tử. Nhưng chưa ai nghiên cứu hoạt động của chính các chất điện môi Mott trong trường ánh sáng siêu mạnh. Tuy nhiên, trong XNUMX năm qua, các nhà thí nghiệm đã bắt đầu chuyển sang chất rắn, sang tinh thể. Ở đây bức tranh phức tạp hơn nhiều, vì đây là một bài toán nhiều electron, nơi các electron tương tác ảnh hưởng đến độ dẫn điện.

Các nhà nghiên cứu mô phỏng đã tìm hiểu cách các vật liệu như vậy sẽ phản ứng với các tia chớp từ một tia laser femto giây công suất cao và mô hình hóa phổ bức xạ phản xạ từ một bề mặt trông như thế nào, vì các đặc tính của nó bị ảnh hưởng bởi các đặc tính của vật liệu. Dưới tác dụng của trường xoay chiều mạnh của chùm tia laze tới bề mặt của chất điện môi Mott, trạng thái của các electron trong đó thay đổi. Động năng của chúng tăng lên và vật liệu mất tính chất điện môi. Quá trình này có thể được khảo sát bằng cách sử dụng cái gọi là quang phổ hài bậc cao.

Phương pháp này bao gồm gửi các xung laser rất ngắn, hàng chục hoặc hàng trăm femto giây (10-15 s) với các đặc tính cụ thể tới vật liệu. Khi chùm tia phản xạ khỏi vật liệu, những đặc điểm này thay đổi, bao gồm một số photon thu được năng lượng và tần số dao động lớn hơn hàng chục lần so với các photon của xung ban đầu (đây được gọi là sự tạo ra sóng hài quang học cao). Bằng cách thay đổi các đặc tính của chùm tia, người ta có thể phán đoán các đặc tính của vật liệu.

<< Quay lại: Một cơ quan mới được tìm thấy trong cơ thể con người 07.04.2018

>> Chuyển tiếp: Bộ não của chó phản ứng với nét mặt của chủ nhân 06.04.2018

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Sự tồn tại của quy luật entropy cho sự vướng víu lượng tử đã được chứng minh 09.05.2024

Cơ học lượng tử tiếp tục làm chúng ta ngạc nhiên với những hiện tượng bí ẩn và những khám phá bất ngờ. Gần đây, Bartosz Regula từ Trung tâm Điện toán Lượng tử RIKEN và Ludovico Lamy từ Đại học Amsterdam đã trình bày một khám phá mới liên quan đến sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với entropy. Sự vướng víu lượng tử đóng một vai trò quan trọng trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử hiện đại. Tuy nhiên, sự phức tạp trong cấu trúc của nó khiến cho việc hiểu và quản lý nó trở nên khó khăn. Khám phá của Regulus và Lamy chứng tỏ rằng sự vướng víu lượng tử tuân theo một quy luật entropy tương tự như quy luật đối với các hệ cổ điển. Khám phá này mở ra những góc nhìn mới trong khoa học và công nghệ thông tin lượng tử, giúp chúng ta hiểu sâu hơn về sự vướng víu lượng tử và mối liên hệ của nó với nhiệt động lực học. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng đảo ngược của các phép biến đổi vướng víu, điều này có thể đơn giản hóa đáng kể việc sử dụng chúng trong các công nghệ lượng tử khác nhau. Mở một quy tắc mới ... >>

Điều hòa mini Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Mùa hè là thời gian để thư giãn và du lịch, nhưng thường thì cái nóng có thể biến thời gian này thành một sự dày vò không thể chịu đựng được. Gặp gỡ sản phẩm mới của Sony - điều hòa mini Reon Pocket 5, hứa hẹn sẽ mang đến mùa hè thoải mái hơn cho người dùng. Sony vừa giới thiệu một thiết bị độc đáo - máy điều hòa mini Reon Pocket 5, giúp làm mát cơ thể trong những ngày nắng nóng. Với nó, người dùng có thể tận hưởng sự mát mẻ mọi lúc, mọi nơi chỉ bằng cách đeo nó quanh cổ. Máy điều hòa mini này được trang bị tính năng tự động điều chỉnh các chế độ vận hành cũng như cảm biến nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ công nghệ tiên tiến, Reon Pocket 5 điều chỉnh hoạt động tùy thuộc vào hoạt động của người dùng và điều kiện môi trường. Người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng ứng dụng di động chuyên dụng được kết nối qua Bluetooth. Ngoài ra, còn có áo phông và quần short được thiết kế đặc biệt để thuận tiện, có thể gắn một chiếc điều hòa mini. Thiết bị có thể ồ ... >>

Năng lượng từ không gian cho Starship 08.05.2024

Sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian ngày càng trở nên khả thi hơn với sự ra đời của các công nghệ mới và sự phát triển của các chương trình không gian. Người đứng đầu công ty khởi nghiệp Virtus Solis chia sẻ tầm nhìn của mình về việc sử dụng Starship của SpaceX để tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng cho Trái đất. Startup Virtus Solis đã tiết lộ một dự án đầy tham vọng nhằm tạo ra các nhà máy điện trên quỹ đạo sử dụng Starship của SpaceX. Ý tưởng này có thể thay đổi đáng kể lĩnh vực sản xuất năng lượng mặt trời, khiến nó trở nên dễ tiếp cận hơn và rẻ hơn. Cốt lõi trong kế hoạch của startup là giảm chi phí phóng vệ tinh lên vũ trụ bằng Starship. Bước đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp việc sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian trở nên cạnh tranh hơn với các nguồn năng lượng truyền thống. Virtual Solis có kế hoạch xây dựng các tấm quang điện lớn trên quỹ đạo, sử dụng Starship để cung cấp các thiết bị cần thiết. Tuy nhiên, một trong những thách thức quan trọng ... >>

Phương pháp mới để tạo ra pin mạnh mẽ 08.05.2024

Với sự phát triển của công nghệ và việc sử dụng ngày càng rộng rãi các thiết bị điện tử, vấn đề tạo ra nguồn năng lượng hiệu quả và an toàn ngày càng trở nên cấp thiết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland vừa tiết lộ một phương pháp mới để tạo ra pin kẽm công suất cao có thể thay đổi cục diện của ngành năng lượng. Một trong những vấn đề chính của pin sạc gốc nước truyền thống là điện áp thấp, điều này hạn chế việc sử dụng chúng trong các thiết bị hiện đại. Nhưng nhờ một phương pháp mới được các nhà khoa học phát triển nên nhược điểm này đã được khắc phục thành công. Là một phần trong nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã chuyển sang một hợp chất hữu cơ đặc biệt - catechol. Nó hóa ra là một thành phần quan trọng có thể cải thiện độ ổn định của pin và tăng hiệu quả của nó. Cách tiếp cận này đã làm tăng đáng kể điện áp của pin kẽm-ion, khiến chúng trở nên cạnh tranh hơn. Theo các nhà khoa học, loại pin như vậy có một số ưu điểm. Họ có b ... >>

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Đèn hiệu âm thanh bảo vệ khỏi sự tấn công của chim 07.03.2018

Thông thường mọi người cố gắng xua đuổi chim bằng các dấu hiệu mà chúng có thể nhìn thấy, chẳng hạn như dấu cửa sổ và tín hiệu ánh sáng, nhưng phương pháp này không phải lúc nào cũng hiệu quả. Một cách giải thích có thể là mắt của các loài chim thường không đặt ở phía trước đầu mà ở hai bên, do đó có một điểm mù ngay chính giữa tầm nhìn của chúng. Vì vậy, các nhà khoa học đã đưa ra ý tưởng rằng có lẽ âm thanh sẽ là tín hiệu cảnh báo tốt hơn.

Các nhà khoa học đã huấn luyện 16 con chim sẻ vằn bị nuôi nhốt bay qua một hành lang đặc biệt có chiều dài bằng một chiếc xe buýt. Đôi khi những con chim được phép tự do đi lại trong toàn bộ chiều dài của hành lang, nhưng trong các thí nghiệm khác, một tấm lưới được thiết lập trên hành lang để bẫy chim một cách nhẹ nhàng như cách an toàn tương đương với việc va vào một tòa nhà.

Những con chim giảm tốc độ khi đến gần lưới, nhưng chúng còn giảm tốc độ hơn nữa nếu chúng nghe thấy âm thanh lớn cách lưới một mét. Tuy nhiên, bản thân âm thanh không khiến chúng giảm tốc độ, vì vậy các nhà khoa học cho rằng hành động của "đèn hiệu âm thanh" làm tăng sự chú ý tổng thể của những con chim và chúng chú ý đến lưới nhanh hơn.

Bằng chứng bổ sung ủng hộ giả thuyết này là sự thay đổi tư thế của các loài chim trong chuyến bay: chúng bắt đầu ở trên không thẳng hơn khi nghe thấy âm thanh. Một nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng ít loài chim va vào các tòa nhà hơn khi có còi báo động và tín hiệu đèn để cảnh báo nguy hiểm.
Các tác giả của nghiên cứu thừa nhận rằng phương pháp này cũng cần được thử nghiệm "tại hiện trường", bằng cách quan sát các "đèn hiệu âm thanh" như vậy sẽ ảnh hưởng đến các loài chim trong tự nhiên như thế nào. Vấn đề này không chỉ liên quan đến việc cứu các loài chim, mà nó còn có tầm quan trọng kinh tế: sự va chạm của các loài chim với máy bay và các công trình trên mặt đất làm tăng nguy cơ trục trặc và thảm họa và hàng năm gây thiệt hại hàng tỷ đô la cho ngành hàng không và các lĩnh vực khác của nền kinh tế. .

Thấy hết Lưu trữ tin khoa học công nghệ, điện tử mới

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web