Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

06.03.2018
18:53

Без дефектов: как выращивают монокристаллы для квантовых компьютеров

    Большинство современных высокоточных приборов работает на монокристаллах. Как их выращивают, минимизируя дефекты, выяснило РИА Новости.

    Росту кристаллов посвящены тысячи научных исследований, но и сейчас в этом вопросе далеко не все ясно. Многие материалы, на которые промышленность возлагала надежды, так и не вышли за рамки лабораторных стендов: выращенные на них кристаллы не соответствовали инженерным задачам. Процесс кристаллизации требует соблюдения множества параметров, сложных манипуляций с химическим составом, знания точных условий и скорости роста. К тому же кристалл растет несколько недель и даже месяцев, и малейшие перебои в электроэнергии негативно влияют на результат.

    "Это, наверное, странно услышать от ученого, но мы не полностью понимаем процесс кристаллизации. Конечно, в теории нам многое известно: как атомы встраиваются в решетку, как образуются грани и так далее. Но можно провести десять опытов и получить десять разных кристаллов. Это говорит о том, что экспериментатор не в состоянии контролировать весь процесс", — рассказывает Константин Кох, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов Института геологии и минералогии СО РАН, лауреат премии президента России в области науки и техники для молодых ученых 2017 года.

    Когда теория обгоняет практику

    Константин Кох занимается кристаллами селенида галлия (GaSe) и топологическими изоляторами на основе тетрадимита — соединений со структурой сульфотеллурида висмута Вi2Те2S. Оба материала чрезвычайно интересуют физиков, поскольку способны найти применение в высокотехнологичных устройствах. Селенид галлия рассматривают как перспективный источник терагерцового излучения, используемого в просвечивающих досмотровых сканерах, медицинских диагностических аппаратах, анализаторах газовых смесей. Однако вырастить прочные, чистые монокристаллы селенида галлия не так-то просто, и это тормозит их коммерческое внедрение.

    Та же судьба у материалов со свойствами топологических изоляторов, обнаруженных всего десять лет назад.

    "Это очень странный тип материалов. Представьте себе кусок дерева, обернутый алюминиевой фольгой. Дерево — диэлектрик, оно не проводит электрический ток, а фольга проводит. Так и топологический изолятор. В теории его объем не проводит ток, но поверхность, в отличие от фольги, пропускает электроны, причем только с определенным спином", — поясняет ученый.

    Благодаря столь необычному свойству топологические изоляторы могут найти применение в квантовых компьютерах в качестве носителей информации или послужить основой сверхбыстрых транзисторов, составив конкуренцию графену. Но пока все это звучит как фантастика. Попытки вырастить монокристаллы топологических изоляторов с нужными параметрами окончились неудачей. Из-за множества дефектов структуры кристаллы быстро окислялись на воздухе, а их внутренний объем проводил электрический ток.

    Круговой нагрев

    Обычно, когда расплав застывает, в нем возникает множество центров кристаллизации, выступающих точками роста граней и слоев сразу нескольких кристаллов. Чтобы получить монокристалл, в расплаве нужно создать условия для образования одного зародыша. Для этого смесь веществ загружают в емкость, конически сужающуюся книзу, и помещают в неравномерно прогретую вертикальную печь так, чтобы контейнер находился в области температур, превышающих точку кристаллизации. Медленно опуская контейнер, добиваются того, чтобы зародыш образовывался в самом низу конуса и расплав нарастал на него в виде кристалла снизу вверх. Этот метод изобрел в свое время американский физик Бриджмен.

    Добиваясь стабильного роста кристаллов, Кох с коллегами немного изменили метод Бриджмена. В качестве емкости они используют ампулу из кварцевого стекла, из которой перед запайкой откачали воздух. Это необходимо, чтобы защитить смесь от окисления. Хотя ампула прозрачная, рост монокристалла не увидеть: у раскаленного расплава слишком сильное излучение. Это все равно что смотреть на лампочку накаливания или Солнце. Селенид галлия растет при температуре 940 градусов Цельсия, тетрадимит — при 600 градусах.

    "Обычно считается: чем равномернее емкость нагрета со всех сторон, тем лучше. Мы же поступили наоборот: решили чуть-чуть перегревать ампулу с одной стороны", — говорит Константин Кох.

    Опытным путем ученые пришли к тому, чтобы окружить ампулу рядом нагревательных элементов и последовательно, один за другим, их включать. Еще одна новация — напыление изнутри ампулы тонкого слоя графита. Иначе расплав вступает в реакцию с кварцевым стеклом, и ампула буквально прирастает к поверхности кристалла. Нужные физические и механические свойства способны обеспечить примеси. В ходе экспериментов выяснилось, что добавление серы и алюминия к расплаву придают селениду галлия требуемую прочность. После пяти лет исследований прогресс наметился и с топологическими изоляторами.

    "Мы научились выращивать настолько качественные кристаллы, что они демонстрируют абсолютное сопротивление окислению. Наши кристаллы могут полгода пролежать на воздухе и не окислиться", — подчеркивает ученый.

    Конечно, от лабораторных опытов, пусть и успешных, до технологии — долгий путь. Да и промышленность зачастую не поспевает за научными достижениями. Однако опыт и уже проверенные решения позволяют поддерживать постоянную готовность к технологическому рывку.

    По информации https://ria.ru/science/20180306/1515780370.html

06.03.2018
18:49

Физики из России заставили молекулы склеиваться в треугольные нанокирпичи

    Ученые из Омска заставили одиночные звенья полимерных молекул самостоятельно объединяться в двумерные нанообъекты, которые физики называют "лестницей дьявола", . . .

06.03.2018
18:42

Астрономы, возможно, открыли второй межзвездный астероид

    Астрономы из проекта PAN-STARRS обнаружили второй в истории межзвездный объект, который сблизится с Солнцем на минимальное расстояние в сентябре 2019 года, пролетая . . .

06.03.2018
18:37

Ученые рассказали, когда растает вся вечная мерзлота в России и США

    В следующие два века практически вся вечная мерзлота на Аляске и в Сибири начнет неожиданно быстро таять, и это приведет к выбросу рекордного количества . . .

06.03.2018
18:33

Массивные астрофизические объекты подчиняются уравнению для микрочастиц

    Квантовая механика является разделом физики, изучающим иногда весьма необычное поведение крохотных частиц, из которых состоит вещество нашей Вселенной . . .

06.03.2018
18:31

Открыт «химический маршрут» к зарождению жизни

    Ученые при помощи лабораторных экспериментов показали химические пути, ведущие к формированию сложных углеводородов в космосе, продемонстрировав появление . . .

06.03.2018
18:28

Снимок: «Хаббл» наблюдает хаотичную коллекцию звезд

    Открытая в 1900 г. астрономом Делайлом Стюартом, галактика IC 4710, представленная на этом снимке, представляет собой поистине удивительное зрелище. Эта галактика . . .

06.03.2018
16:36

Почему никто в мире не может точно измерить береговую линию

    Измерить точную длину береговой линии — задача не из простых. Даже крупные исследовательские центры США Исследовательский институт Конгресса, ЦРУ и NOAA публикуют . . .

05.03.2018
18:38

«Звезда-донор» вдыхает жизнь в «компаньона-зомби»

    Астрономы обсерватории Integral Европейского космического агентства стали свидетелями редкого космического события: момента, когда раздувшийся красный гигант . . .

05.03.2018
18:36

Астрономы открывают новую экзопланету класса «теплых сатурнов»

    Используя данные, полученные при помощи миссии НАСА Kepler («Кеплер»), известной теперь как К2, астрономы обнаружили новую экзопланету класса «теплых сатурнов». Эта . . .

05.03.2018
18:32

"Суп" из кластеров: как в МИФИ объясняют происхождение первичных черных дыр

    Гипотеза английского естествоиспытателя и геолога Джона Мичелла о существовании в космосе недоступных наблюдению объектов из-за невозможности выхода из них . . .

05.03.2018
18:28

"Хаббл" сфотографировал галактику-ровесницу динозавров

    Орбитальная обсерватория "Хаббл" получила фотографии крупной галактики NGC 3972 в созвездии Большой Медведицы, которую мы сейчас видим в том состоянии, в котором она . . .

05.03.2018
18:24

Астрономы впервые увидели, как звезда-вампир "ворует" материю у соседки

    Европейская рентгеновская обсерватория INTEGRAL впервые стала свидетелем необычного космического шоу – ей удалось увидеть, как нейтронная звезда-"вампир" начала . . .

05.03.2018
18:05

У четвертого ультраяркого рентгеновского источника нашли признаки нейтронной звезды

    Астрофизики из США и Европы, под руководством Мюррея Брайтмена (Murray Brightman) из Калифорнийского технологического института, нашли у ультраяркого источника . . .

05.03.2018
17:53

Секунду определят еще точнее

    Группа экспертов, созданная Международным бюро мер и весов (BIPM), описала необходимые меры для повышения точности атомных часов. Они предлагают определять основную . . .

05.03.2018
17:50

Когда вспыхнули первые звезды

    Астрофизики под руководством Джадда Боумэна (Judd Bowman) из университета Аризоны (США) показали, что первые звезды возникли примерно через 180 миллионов лет после . . .

05.03.2018
17:47

Астрономы описали источник сверхмощного рентгеновского излучения

    Астрономы из Калифорнийского технологического института объяснили происхождение сверхмощного рентгеновского источника в галактике Водоворот. Его источником . . .

05.03.2018
14:16

Весна стала приходить раньше в полярные регионы

    Сотрудники Калифорнийского университета в Дэвисе показали, что по мере удаления от экватора сроки наступления весны сдвигаются на более раннее время всё быстрее. . . .

05.03.2018
13:49

Ученые обнаружили окаменелые пузырьки кислорода древних бактерий

    Тереза Солштедт (Therese Sallstedt) из Шведского музея естественной истории и ее коллеги исследовали фосфориты, найденные в Центральной Индии и датированные возрастом 1,6 . . .

05.03.2018
13:43

Атмосфера горячего сатурна оказалась богата водяным паром

    Астрономы при помощи наземных и космических телескопов подробно изучили химический состав атмосферы экзопланеты WASP-39b типа горячий сатурн (разновидность горячих . . .

<< 521|522|523|524|525|526|527|528|529|530 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100