Um dispositivo laser que produz partículas com massa negativa. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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Dispositivo a laser que produz partículas com massa negativa

13.01.2018

Em nosso mundo físico, se você empurra qualquer objeto, ele, de acordo com a Segunda Lei de Newton, começa a se afastar de você. Mas objetos com massa negativa agirão contrariamente a esse princípio, quanto mais você os empurrar, mais rápido eles se moverão em sua direção. Tudo isso parece uma coisa impossível, no entanto, tal efeito há muito é fundamentado teoricamente e suas manifestações foram observadas em alguns experimentos. E recentemente, pesquisadores da Universidade de Rochester concluíram o desenvolvimento de um dispositivo capaz de produzir partículas com massa negativa.

Em experimentos conduzidos por cientistas da Universidade de Washington no ano passado, um "fluido" consistindo de um condensado de Bose-Einstein, uma nuvem de átomos de rubídio resfriado a uma temperatura ultrabaixa por luz laser, mostrou massa negativa. No dispositivo criado pelos pesquisadores de Rochester, o efeito de massa negativo é exibido por quase-partículas produzidas pela fusão de fótons de luz laser com excitons produzidos em um material semicondutor.

O design do novo dispositivo é em muitos aspectos semelhante ao de um laser convencional. A luz é direcionada para o espaço entre um par de espelhos paralelos. O espaço fechado entre esses dois espelhos é chamado de armadilha óptica, e no centro dessa armadilha óptica foi colocada uma camada atomicamente fina de um material semicondutor, molibdenita, dissulfeto de molibdênio, que interage com a luz presa dentro da armadilha óptica. Excitons produzidos em um semicondutor combinam-se com fótons de luz para formar quase-partículas chamadas polaritons, que exibem o efeito de massa negativo.

"Ao forçar um éxciton a ceder parte de sua 'identidade' a um fóton de luz, obtemos polaritons de massa negativa", diz Nick Vamivakas, pesquisador principal. Se o polariton "negativo" for puxado ou empurrado, ele começará a mover-se na direção oposta à que a intuição diz à pessoa."

Cientistas de Rochester ainda continuam trabalhando, explorando a física e o comportamento de partículas com massa negativa produzidas pelo dispositivo que criaram. O campo de aplicação prática dessa conquista ainda não foi determinado, mas os cientistas estão confiantes de que o uso de polaritons "negativos" possibilitará a criação de lasers mais potentes e eficientes.

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Energia do espaço para Starship 08.05.2024

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transistor de porta de 0,34nm 19.03.2022

Um grupo de cientistas chineses surgiu com um design incomum de transistor. Graças ao seu design exclusivo, eles fizeram o menor transistor do mundo com um comprimento de porta de apenas 0,34 nm. A redução adicional do comprimento da porta usando processos técnicos tradicionais é, em princípio, impossível, porque estamos falando de um comprimento de porta igual à largura de um átomo de carbono.

Os cientistas chamaram o novo transistor de transistor de parede lateral vertical. A ideia de um arranjo vertical do canal do transistor, a propósito, também foi implementada recentemente pela Samsung e pela IBM, sobre a qual falamos uma vez. Mas os desenvolvedores chineses conseguiram surpreender. A porta no novo transistor é uma fatia de uma camada atômica de grafeno, e sua espessura, como você sabe, é igual à espessura de um átomo de carbono, ou cerca de 0,34 nm. E o mais incrível é que não são necessários scanners litográficos modernos para fazer um obturador desse comprimento. Todos os componentes finos necessários são criados usando processos de deposição a vácuo.

Como isso acontece? Um substrato de silício convencional é tomado. Ela desempenha o papel de fundação. O silício não participa de forma alguma em processos elétricos, embora, teoricamente, possa proteger contra correntes de fuga. Duas etapas são feitas na camada de silício de uma liga de titânio e paládio. Uma folha de grafeno é colocada no degrau superior. Não precisa de precisão. Isso será alcançado mais tarde por gravura convencional. Uma camada de alumínio pré-oxidada ao ar é colocada sobre uma folha de grafeno. O óxido serve como um isolante para a estrutura. Portanto, o alumínio não participa do circuito elétrico do transistor, embora não haja total clareza na finalidade da camada de alumínio.

O campo de empilhamento de alumínio é submetido ao ataque convencional, durante o qual a borda de grafeno é exposta, incluindo o corte do revestimento de alumínio. Isso forma uma porta de grafeno de 0,34 nm de comprimento com uma topologia ajustada com precisão. Logo acima dela, fica exposto um recorte de alumínio, que já pode formar uma ligação elétrica com o portão, mas não direta. Nesta fase, a camada mais fina de óxido de háfnio, um isolante, é aplicada em ambas as etapas e na parede lateral, o que exclui a conexão elétrica da porta com o restante da estrutura do transistor e, em particular, com o canal do transistor.

Uma camada muito fina de dióxido de molibdênio (MoS2) próxima à espessura atômica é aplicada sobre o dielétrico de óxido de háfnio. O dióxido de molibdênio é um semicondutor, desempenha o papel de um canal de transistor, que é controlado por um portão na forma de uma fatia de grafeno. Isso resulta em uma estrutura com cerca de dois átomos de espessura, com um portão de um átomo de comprimento. O dreno e a fonte do transistor são contatos metálicos depositados no dióxido de molibdênio. Uma solução elegante para o problema da lei de Moore e, aparentemente, este será o fim de sua ação, se falarmos de processos técnicos tradicionais.

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