Создан новый тип универсальной памяти, быстрой, как RAM, и энергонезависимой, как Flash


Исследователи из Московского физико-технического института (МФТИ) нашли новый способ эффективного управления концентрацией кислорода в тонких пленках оксида тантала, полученных методом смещения атомных слоев. А эти пленки, в свою очередь, могут стать активными элементами новых типов энергонезависимой памяти, обладающей скоростными характеристиками, сравнимыми с характеристиками динамической памяти (DRAM).

Отметим, что технологии хранения информации являются основой всех современных вычислительных технологий. И одним из перспективных направлений в развитии всего этого является разработка универсальной памяти, обладающей высокими скоростными характеристиками, сочетающимися со стабильностью и надежностью энергонезависимой Flash-памяти. Одним из типов универсальной памяти является резистивная память (resistive switching memory, ReRAM). Информация в таком виде памяти хранится в виде значения электрического сопротивления активного элемента, которое изменяется под воздействием прикладываемого электрического потенциала.

Обычно ячейки памяти ReRAM формируются на базе структуры металл-диэлектрик-металл. В качестве диэлектрических компонентов ячеек памяти используются окиси переходных металлов, таких, как гафний и тантал. Прикладываемое к структуре ячейки памяти напряжение приводит к перемещениям атомов кислорода в оксидах, что, в свою очередь, вызывает изменение электрического сопротивления активного элемента.

Одним из существенных недостатков технологии ReRAM является то, что, в силу особенностей процессов осаждения кислородосодержащих пленок, ячейки такой памяти нельзя располагать друг над другом в трехмерном пространстве, как это можно делать с ячейками Flash-памяти. Однако, исследователи из МФТИ нашли альтернативный способ получения тонких оксидных пленок путем смещения атомарных слоев, помимо этого, ими же был разработан новый химический метод, позволяющий расположить и закрепить тонкие пленки в строго определенных местах на поверхности.

"Самой трудной частью нашей работы был подбор "правильных" реагентов, использование которых обеспечивает точное выполнение всех этапов процесса нанесения тонкопленочного покрытия" - рассказывает Андрей Маркеев, ведущий исследователь, - "Нам удалось найти составы вещества-активатора на основе тантала, которое уже содержит в себе кислород, и основного реагента, в который входит активированный плазменным способом водород. А для контроля получаемых результатов мы использовали ряд аналитических технологий, таких, как электронная спектроскопия".

В своих дальнейших исследованиях ученые из МФТИ при помощи разработанных ими методов и технологий попытаются изготовить полноценные работоспособные ячейки ReRAM-памяти и произвести измерения их всех основных параметров, имеющих отношение к скорости работы и надежности хранения информации.

Источник

Космический телескоп Hubble запечатлел "танец" двух коричневых карликовых звезд


Серия точек на представленном выше изображении является композицией из 12 снимков, сделанных космическим телескопом Hubble Space Telescope в разные моменты на протяжении трех лет времени. Все эти снимки были сделаны при помощи технологии высокоточной астрометрии группой, возглавляемой итальянскими астрономами, которая отслеживала взаимное расположение двух компонентов далекой звездной системы, коричневых карликовых звезд, когда они медленно и плавно двигались по ночному небу, вращаясь друг вокруг друга.

Наблюдаемая звездная система, имеющая название Luhman 16AB, находится на удалении шести световых лет от Земли и является третьей по близости к нам звездной системой после системы Альфа Центавра (Alpha Centauri) и звезды Барнарда (Barnard's Star). Несмотря на близость к Земле, система Luhman 16AB была обнаружена лишь в 2013 году астрономом Кевином Лухманом (Kevin Luhman). Система состоит из двух коричневых карликовых звезд, Luhman 16A и Luhman 16B, вращающихся друг вокруг друга на расстоянии, в три раза превышающем расстояние от Солнца до Земли.

Данная серия снимков "вальсирующих" коричневых карликов является еще одной демонстрацией точности и других возможностей космического телескопа Hubble. Однако, астрономы, наблюдавшие за системой Luhman 16AB, интересовались не только движением двух звезд, они искали третьего невидимого "танцующего партнера". Предыдущие наблюдения за этой системой, проведенные при помощи телескопа Very Large Telescope Европейской южной обсерватории, указали на возможность существования в этой системе достаточно крупной экзопланеты. И итальянские ученые пытались найти доказательства ее существования путем анализа движения каждой звезды в течение длительного промежутка времени.

Однако данные, полученные итальянцами при помощи телескопа Hubble, не предоставили никаких доказательств существования экзопланеты в этой системе. Скорее всего, обе звезды системы Luhman 16AB, "танцуют" в космосе в полном одиночестве.

Источник

Большой Адронный Коллайдер получит новые алмазные датчики, разработанные и изготовленные в России


Исследовательская группа из томского Политехнического университета принимает сейчас участие в процессе модернизации Большого Адронного Коллайдера, самого большого и мощного ускорителя частиц на сегодняшний день. По поручению руководства Европейской организации ядерных исследований CERN российские ученые занимаются анализом работы существующих датчиков, установленных на коллайдере, с целью разработки новых, более надежных датчиков следующего поколения, изготовленных из синтетических алмазов. Эти датчики должны будут работать, выдерживая воздействие "ливня" разных элементарных частиц, рождающихся в результате столкновений протонов, следующих каждые 28 наносекунд.

"Энергии, циркулирующие внутри Большого Адронного Коллайдера, являются самыми высокими энергиями, которыми оперируют люди. Условия проведения экспериментов так же весьма необычны, столкновения протонов следуют через каждые 28 наносекунд. И для успешного продолжения исследований нам потребуются новые надежные датчики, обеспечивающие практически мгновенную реакцию на возникающие события" - рассказывает Павел Каратаев, профессор университет Руаяля Холлоуэя, Великобритания, глава лаборатории Электромагнитных излучений томского Политехнического университета и член одной из научных групп CERN.

Исследовательская группа томского Политехнического университета входит в состав группы проекта Beam Radiation Instrumentation and Luminosity (BRIL) эксперимента CMS. В ведении этой группы находится оборудование, контролирующее и управляющее яркостью протонного луча, временем столкновений и некоторыми другими параметрами работы коллайдера.

Еще одним направление работы группы BRIL является улучшение надежности работы существующей системы BCML (Beam Condition Monitor Leakage), основой которой являются алмазные датчики, являющиеся одной из частей системы обеспечения безопасности работы коллайдера.

В скором времени ученые собираются увеличить яркость протонного луча, циркулирующего в туннеле коллайдера в 10 раз. Приблизительно во столько же раз после этого возрастет нагрузка и на алмазные датчики. Российские ученые уже произвели измерения параметров установленных датчиков и выяснили, что большинство из них не справится со скачкообразным увеличением нагрузки, что, в свою очередь, сделает невозможной запись столкновений частиц и контроль яркости протонного луча.

В самом ближайшем будущем томские ученые завершат исследования существующих датчиков коллайдера и составят технические требования к новым датчикам, которые будут изготовлены на базе синтетических алмазов, выращенных в одной из лабораторий Томского университета. Помимо этой работы, томские ученые примут участие в модернизации системы безопасности коллайдера, некорректная работа которой иногда приводит к выходу из строя некоторых элементов ускорителя в случае, если яркость луча и вторичная радиация превышают определенное значение.

Источник

Астрономы получили доказательства, что Юпитер является самой старой планетой в Солнечной системе


Группа ученых из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса, США, и Института планетологии университета Манстера, Германия, произвели анализ на изотопы вольфрама и молибдена доступных материалов метеоритов и образцов астероидов. Этот анализ показал, что в Солнечной системе в период от 1 до 3-4 миллионов лет с момента ее существования существовали две четко раздельные области. А причиной, вызвавшей разделение протопланетарного диска, стало формирование Юпитера. И, исходя из этих данных, ученые вычислили ориентировочный возраст Юпитера, который, как оказалось, является самой старой планетой в Солнечной системе.

Юпитер является самой массивной планетой Солнечной системы и его присутствие оказало огромное влияние на динамику процессов, происходящих внутри протопланетарного диска на этапе формирования системы. Из-за этого данные о возрасте Юпитера являются ключевым моментом для понимания дальнейшей истории развития Солнечной системы. Существующие математические модели указывают на то, что Юпитер начал формироваться в относительно ранний период существования Солнечной системы, однако, до последнего времени точное время этого момента определить еще не удавалось ни разу.

"В нашем распоряжении не имеется никаких образцов, полученных с Юпитера или его ближайшего окружения" - рассказывает Томас Круиджер (Thomas Kruijer), ведущий исследователь, - "Поэтому мы можем использовать только косвенные методы, и одним из таких методов является изотопный анализ метеоритного и астероидного материала".

Изотопные исследования предоставили данные о том, что твердое ядро будущего Юпитера сформировалось около миллиона лет после момента начала формирования Солнечной системы. Возникший при этом промежуток в протопланетарном диске послужил своего рода барьером, препятствующим дальнейшему перемещению материала диска. Это, в свою очередь, объясняет то, почему в Солнечной системе нет планет класса супер-земля и почему все внутренние планеты системы имеют приблизительно одинаковые размеры.

Ученые высчитали, что ядро Юпитера "выросло" до массы, соответствующей 20 массам Земли, за первый миллион лет, а за последующие 3-4 миллиона лет его масса увеличилась до 50 земных масс. Согласно существующим теориям, такая масса должна была притянуть к себе практически весь газ из облака, окружающего Солнце и протопланетарный диск. Именно так, по всей видимости, и произошло, а этот процесс окончательно завершился спустя 10 миллионов лет после того, как все компоненты Солнечной системы были окончательно сформированы.

Вычисления возраста Юпитера при помощи изотопного анализа дают точность порядка плюс-минус один миллион лет. Это является самой точной оценкой возраста Юпитера и эти данные являются практическим подтверждением некоторых теорий, касающихся процессов формирования Солнечной системы.

Источник

Создана защитная ткань, способная нейтрализовать боевые химические отравляющие вещества


Как известно, химическое оружие является оружием массового поражения, которое рассеивает в атмосфере боевые отравляющие вещества, которые могут покрыть достаточно большую площадь и послужить причиной гибели огромного количества людей. И если для защиты от химического оружия во время Первой Мировой войны было достаточно противогаза и других простых средств защиты, со современные боевые отравляющие вещества способны за несколько секунд проникать в организм даже через незащищенные участки поверхности кожи человека. Ученые уже достаточно давно работают над средствами защиты от химического оружия, и одним из разработанных ими новых средств является ткань, способная сама нейтрализовать некоторые виды боевых отравляющих веществ.

Основой "волшебных" свойств новой защитной ткани являются металлически-органические структуры (metal-organic frameworks, MOF), базирующиеся на цирконии, который выполняет роль катализатора. Такие структуры в порошкообразном виде способны нейтрализовать и, в конечном счете, полностью расщепить различные соединения, входящие в состав химического оружия. Кроме этого, MOF-порошок способен поглощать (сорбировать) некоторые виды отравляющих газов. Однако, практическому применению MOF-соединений препятствует то, что они, эти соединения, не обладают достаточной стабильностью и теряют свои свойства через некоторое время.


Вместо того, чтобы пытаться ввести нестабильный порошок MOF-соединения в ткань, исследователи из университета Северной Каролины разработали технологию выращивания кристаллов непосредственно на поверхности ткани из полипропилена в условиях комнатной температуры. Получив первые образцы такой ткани, ученые подвергли ее испытаниям при помощи вещества DMNP (dimethyl 4-nitrophenyl phosphate), действие которого подобно действию зарина, зомана и других нервно-паралитических веществ. И ткань справилась с этим веществом, попавшим на ее поверхность, полностью нейтрализовав его за пять минут времени.

Пока еще рано говорить о практическом применении новой ткани для изготовления каких-либо защитных средств. Но в недалеком будущем, после доработки данной технологии, эта ткань может быть с успехом использования для изготовления комплектов защитной одежды, которую смогут использовать как солдаты на поле боя, так и работники аварийных служб, производящие работы на местах техногенных катастроф, где в окружающую среду попали токсичные и опасные химические вещества.

Источник