Зв'язок швидкістю в трильйони герц можливий: допоможуть пластик і незвичайний метал

Дослідники з Університету Салерно і Центру Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) в Італії спостерігали квантовий ефект металу під назвою вісмут за температури навколишнього середовища. Після нанесення тонких шарів вісмуту на пластикові підкладки, вченим вдалося досягти ефекту Холла, передає Nature Electronics.

На думку вчених, їх розробка допоможе створити в майбутньому нові види компонентів для високошвидкісних схем. Наприклад, це уможливить розширення несучої частоти системи бездротового зв'язку за межі 100 гігагерц (гігагерц дорівнює 1 мільярду герц, — ред.) до терагерцового діапазону (терагерц дорівнює 1 трильйону герц, — ред.), щоб забезпечити ще більш швидке передавання даних. Поки що жодна сучасна технологія не дає змоги цього зробити. Однак у вісмуту на пластиковій підкладці, інтегрованого в схему процесора, є потенціал для перетворення терагерцових електромагнітних хвиль у постійний струм. "Це зробить можливим створення нових компонентів для високочастотного зв'язку", — наголосили вчені.

Метою команди було знайти відповідні матеріали для застосування на практиці так званого нелінійного ефекту Голла (ефект Голла — виникнення в електричному провіднику різниці потенціалів (напруги Голла) на краях зразка, поміщеного в поперечне магнітне поле, при протіканні струму, перпендикулярного полю, — ред.). Крім того, матеріал мав бути нетоксичним, простим в обігу і, головне, таким, що дає змогу квантовому ефекту виникати регульованим чином за кімнатної температури.

У більшості випадків ефект Холла виникає завдяки магнетизму тих чи інших матеріалів. Однак у 2015 році дослідники виявили, що ефект не завжди залежить від магнетизму, а під час недавніх експериментів команда відібрала елемент, структура якого демонструвала потрібний ефект, навіть якщо не була пов'язана лінійно зі струмом. Цим елементом став метал вісмут.

Дослідники змогли використовувати тонкі плівки вісмуту, що володіють квантовими властивостями, на різних електронних підкладках, включно з кремнієвими пластинами і навіть пластиком. Завдяки передовій мікротехнології вчені без зусиль керували ефектом Холла, безпосередньо впливаючи на струми через конструкцію каналів чипа.

Позмагатися з вісмутом може тільки графен. Ця речовина нешкідлива для довкілля і має добре контрольований нелінійний ефект Холла, але тільки за температури нижче -70 градусів за Цельсієм. Це означає, що чип на основі графена необхідно буде охолоджувати за допомогою рідкого азоту, до того ж температуру потрібно буде знизити ще більше для застосування різного роду додаткових хімікатів.

Раніше ми писали про те, що квантова навігація зробить флот невразливим для "глушилок". Британські вчені готові запропонувати заміну системі GPS. Новий квантовий датчик точно визначить координати судна і буде несприйнятливий до РЕБ.