Ученые создали новые кристаллы компьютерной памяти

Ученые создали новые кристаллы компьютерной памяти

Получены кристаллы, которые могут открыть новую эру в индустрии компьютерной памяти. Они недороги, просты в производстве и, главное, проявляют нужные свойства при комнатной температуре.

Класс органических материалов, полученных в лабораториях Северо-Западного университета Иллинойса (США), открывает новые, захватывающие дух возможности в практическом использовании сегнетоэлектриков – самополяризующихся кристаллов, для которых характерно явление гистерезиса, или памяти о предыдущем состоянии. Эти свойства помогут в разработке новых энергонезависимых устройств памяти для компьютеров, мобильных устройств и больших дата-центров, реализующих облачные вычисления.

Команда химиков, работающая под руководством Сэмюэла Стаппа, смогла синтезировать большеразмерные кристаллы с сегнетоэлектрическими свойствами, используя в качестве строительных блоков всего два типа относительно несложных органических молекул. Последние самособираются посредством водородных связей в высокоупорядоченную кристаллическую структуру, способную к спонтанной электрической поляризации, когда одна сторона кристаллического образца несет слабый положительный, а другая – слабый отрицательный заряд(впервые этот эффект, аналогичный явлению ферромагнетизма, был открыт и исследован в 1920 году на кристаллах сегнетовой соли – тетрагидрате двойной натриево-калиевой соли винной кислоты).

В качестве сырья для производства кристаллов с сегнетоэлектрическими свойствами был использован пиромелит диазена(C10H4N2O4), молекулы которого играют в кристаллической трехмерной решетке роль электронных акцепторов. Вторым компонентом кристалла могут быть молекулы нафталена (C10H8), пирена (C16H10) или тетратиафульвалена ((H2C2S2C)2), играющие в 3D-решетке роль электронных доноров. Получившиеся кристаллы проявляли свойства сегнетоэлектриков при комнатной температуре, в отличие от конкурентов из других лабораторий, которые «соглашаются» быть сегнетоэлектриками лишь в присутствии криогенных установок. В кристаллах обмен электронами происходит между расположенными поочередно «партнерскими» молекулами – донорами и акцепторами. Под действием электрического поля партнерские связи мгновенно перестраиваются, поляризация меняется на противоположную и сохраняется, даже если поле убрать.

Источник: wordscience.org

Похожие новости:
Ученые получили кристаллы из фрагментов молекул ДНК
Ученые США научились получать кристаллы на основе трехмерных структур из фрагментов молекул ДНК, сообщают авторы разработки. Такие кристаллы могут применяться, в частности, для синтеза новых наноматериалов для микроэлектроники и медицинских препаратов. Ведущий автор исследования, профессор Нед Симан (Ned ..
2012-09-23 1587 0 Научные открытия
0
Ученые создадут давление, как в центре Земли
Алмазные кристаллы, имеющие специальную форму и сложную поверхность, будут использованы при создании научной установки, с помощью которой ученые могут воспроизвести постоянное давление, превышающее давление в центре Земли. Новая технология изготовления и обработки алмазных кристаллов, своего ..
2012-11-2 1766 1 Научные открытия
0
Физики придумали первый танцующий кристалл
Физики-теоретики из Канады и США спрогнозировали существование кристалла, элементы которого находятся в непрерывном движении. Последнее обусловливает их свойства симметрии, получившие название хореографического порядка. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко о них сообщает Physics.Обычные ..
2016-01-12 1763 0 Научные открытия
1
Геологи определили начало движения земной коры
Геологи провели изотопный анализ старейших кристаллов циркона из Гренландии и установили предполагаемое время начала тектонической активности литосферных плит. По словам ученых, движение земной коры стартовало 3,2 миллиарда лет назад. Работа опубликована в журнале Nature, ее краткое содержание ..
2012-06-2 1722 0 Научные открытия
0
Физики придумали пространственно-временные кристаллы
Физики предложили способ создания пространственно-временных кристаллов, - систем, чья структура регулярна не только в пространстве, но и во времени. Работа пока не опубликована в рецензируемом журнале, но доступна в архиве Корнельского университета. Ее краткое содержание приводит блог Technology Review. По словам ученых, основными ..
2012-06-27 1905 0 Научные открытия
0
Физики заподозрили существование новой формы твердого вещества
Французско-американская группа физиков обнаружила, что поведение охлажденного сплава алюминия, железа и кремния одновременно напоминает поведение кристаллов и стекол, но не является ни тем ни другим, ни даже квазикристаллом. Новую высокоупорядоченную форму вещества ученые назвали q-стеклом, ее описание опубликовано в журнале Physical ..
2013-08-10 1991 0 Научные открытия
0
Физики докажут возможность вечного движения
«Кристаллы времени» способны перевернуть теоретическую физику. В начале 2012 года нобелевский лауреат (2004), физик Франк Вилчек, осмелился выйти на публику с весьма странным предположением. Вилчек разработал и развил доказательство существования «кристаллов времени» — физических ..
2013-05-8 1718 0 Научные открытия
0
Физики запутали рекордное число фотонов
Китайские физики запутали рекордное число фотонов — 10 частиц. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает издание Physics.Для запутывания пары фотонов, идущих в одном и том же направлении с одной и той же поляризацией, ученые пропускали свет через пару ..
2016-11-18 3808 0 Научные открытия
0
Объявлено о самом объемном доказательстве в математике
Ученые из США и Великобритании заявили о крупнейшем по объему занятой компьютерной памяти доказательстве в истории математики. Препринт с исследованием опубликован на сайте arXiv.org, кратко о нем сообщает издание Nature.Для решения булевой проблемы пифагоровых троек специалисты использовали суперкомпьютер Stampede Техасского ..
2016-05-29 1805 0 Научные открытия
0
Физики из ФИАН получили новый сверхпроводник
Российские физики из Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук (ФИАН) получили новый сверхпроводящий материал. Синтезированные учеными кристаллы на основе железа и мышьяка с небольшим добавлением кобальта могут выдерживать ток до миллиона ампер на квадратный сантиметр. Это свойство в сочетании ..
2013-07-29 2044 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили новые способности нанокристаллов
Исследователи из Калифорнийского Университета в Беркли обнаружили, что нанокристаллы могут проходить сквозь нанотрубки за счет электрического заряда, без плавления или сжатия, даже если эти трубки меньше в диаметре, чем нанокристаллы. В своей статье, опубликованной в журнале «Physical Review Letters», они описали эксперимент, ..
2013-05-6 1225 0 Научные открытия
0
Химик из МГУ помог пролить свет на теорию сверхпроводимости
Международной группе исследователей впервые удалось продемонстрировать, что распределение кислородных дефектов у сверхпроводящих купратов не является случайным, а показывает упорядоченное поведение, которое взаимодействует с волной зарядовой плотности. Статья на данную тему опубликована в журнале Nature, а коротко о ней сообщается в пресс-релизе ..
2015-09-19 2597 0 Научные открытия
-1
Дифракция на некачественных кристаллах помогла установить структуру биомолекул
Немецкие исследователи научились устанавливать структуру биологических макромолекул на основе «некачественных» кристаллов и размытой дифракционной картины. Описание нового метода и опыта его первого применения авторы опубликовали в журнале Nature. Об их работе рассказывает и пресс–релиз синхротронного центра DESY.Свойства и функции больших ..
2016-02-14 1175 0 Научные открытия
0
Японские учёные смоделировали землетрясение 11 марта
Исследовательская группа из Токийского университета завершила разработку новейшей компьютерной программы, с помощью которой удалось смоделировать мощнейшее землетрясение 11 марта 2011 года и его последствия для Японии. Об этом сегодня сообщили местные СМИ. Данная разработка призвана облегчить прогнозирование масштабов ..
2012-01-30 1799 1 Научные открытия
0
Физики создали новую форму материи
Ученые из Массачусетского технологического института в США создали сверхтекучее твердое тело из атомов натрия. Для этой цели они использовали лазеры, с помощью которых им удалось придать квантовой жидкости (конденсату Бозе-Эйнштейна) структуру, характерную для кристаллов. Статья исследователей опубликована в журнале Nature.Конденсат ..
2017-03-05 7773 0 Научные открытия
2