Teadlased paljastavad uues batuudikujunduses fonoonide saladused!

Teadlased paljastavad uues batuudikujunduses fonoonide saladused!

Füüsika murranguline areng on loonud uue struktuuri, mis toimib fonoonide lainejuhina. Selle uuendusliku tehnoloogia, räninitriidist valmistatud batuudi, kujundas Konstanzi ülikooli, Kopenhaageni ülikooli ja ETH Zürichi füüsikute meeskond. Kõigest 0,2 millimeetri laiuse ja 20 miljondikmillimeetri paksuse hüppematiga batuuti iseloomustab kolmnurksete aukude muster ja eri suundades kiiged. Keskel on tähelepanuväärne "batuut batuudis", mille vibratsioonid töötavad täiusliku kolmnurkse mustriga. Sellised omadused võimaldavad fononeid juhtida "ümber nurga" peaaegu ilma kadudeta.

Fonoonid, mida kirjeldatakse kui "helikvanti", on tahke aine kristallvõre vibratsiooni olulised komponendid. Valju uni-konstanz.de See batuut suudab juhtida fononeid kuni 120-kraadiste keerdkäikude ümber, kusjuures kadude suhe on märkimisväärselt väiksem kui üks kümnest tuhandest. See kadude määr on võrreldav kaasaegse telekommunikatsioonitehnoloogiaga, mis näitab selle tehnoloogia suurt potentsiaali praktilistes rakendustes.

Teadus- ja arendustegevus

Selle põneva batuudi disainer, prof dr Oded Zilberberg on kaalunud ka võimalust töötada välja inimesesuurune mudel. Seda uurimistööd toetavad mitmed institutsioonid, sealhulgas Euroopa Teadusnõukogu ja Saksa Teadusfond. Tulemused avaldati hiljuti ajakirjas Nature, rõhutades selle töö asjakohasust ja uuenduslikkuse taset.

Need arengud tulevad kontekstis, mis rõhutab fonooniliste struktuuride asjakohasust ja nende rakendamist kaasaegsetes tehnoloogiates. Näiteks Jiade Li ja tema Hiina Füüsika Instituudi kolleegide katsetes registreeriti grafeeni fonooniline spekter väga detailselt. Need uuringud näitavad, et kristallides olevad fononid võivad toimida vastavalt topoloogiliste tunnustega ribastruktuurile. Grafeen on juba tuvastanud topoloogilised elektronid ja uued leiud viitavad sellele, et ka topoloogilised fononid on olemas. Kuidas aps.org on teatatud, et see on fonooniliste seadmete mõistmiseks ja arendamiseks ülioluline.

Topoloogilised fononid ja nende rakendused

Topoloogilisi materjale iseloomustavad nende eriomadused, näiteks hajumiseta pinnavoolud, mis on vähem tundlikud lisandite ja defektide suhtes. See avas võimaluse välja töötada fonoonilisi seadmeid, nagu fonoondioodid. Tulevased uuringud keskenduvad topoloogiliste fonooniliste servade olekute tuvastamisele, mis on tehnoloogilise rakendamise jaoks oluline.

Lisaks uuenduslikele kujundustele fononiuuringutes on olulised täiendavad teadmised fonoonide kohta, kuna need esinevad kristallides, säilitades peegli või inversiooni sümmeetria. Selles kontekstis on teadlased viimastes uuringutes näidanud, et Weyli fononid eksisteerivad mittetsentrosümmeetrilistes struktuurides. Weyli fononeid kirjeldatakse Cherni numbriga ja need võimaldavad klassifitseerida (kruvi) pöörlemissümmeetria alusel. Valju nature.com Need topoloogilised fononid tuvastati eksperimentaalselt mitteelastse röntgenikiirguse hajumise abil.

Kokkuvõtteks võib öelda, et batuuditehnoloogia arengu ja topoloogiliste fononite uurimise kombinatsioon avab tulevikutehnoloogiate jaoks paljutõotavaid väljavaateid. Eeldatakse, et teoreetiliste mudelite ja eksperimentaalsete leidude kombinatsioon juhatab sisse uue ajastu tahkismaterjalide füüsikas.