Технология, которая применяется для того, что бы объекты сделать невидимыми в диапазоне видимого света, может быть использована для скрытия от вездесущих электронов некоторых частей электронных устройств. Это может привести к появлению электронных приборов, работающих на совершенно других принципах, чем современные электронные элементы: диоды,тиристоры, транзисторы.
Для реализации оптического “плаща-невидимки” используются так называемые метаматериалы, изготовленные из слоев различных искусственных материалов, обладающих уникальными физическими и оптическими свойствами. Поверхности этих метаматериалов заставляют лучи света преломляться и следовать по такой траектории, будто бы на их пути совсем не было никакого препятствия.
“Мы были вдохновлены идеей реализации оптической невидимости” – рассказывает Ганг Чен (Gang Chen), профессор в области машиностроения Массачусетского технологического института, который возглавлял группу, занимающуюся исследованиями “электронной невидимости. Идеи и технологии, разработанные группой Чена, используют в своих интересах тот факт, что электроны распространяются в материалах способом, который напоминает движение электромагнитных волн, к которым относятся и фотоны света.
Проведенное компьютерное моделирование позволило ученым рассчитать структуру метаматериала, который может “преломлять” поток электронов. Этим материалом оказались наночастицы, ядро которых состоит из материала одного вида и с оболочкой из материала другого вида. Но, в отличие от случая со светом и метаматериалом, электроны не обходят “стороной” эту наночастицу, а проходят сквозь нее с более высокой скоростью.
Когда электроны входят в эту наночастицу, траектории движения электронов изгибаются и затем изгибаются снова, когда эти электроны появляются с другой стороны частицы. В результате создается эффект, что частицы на пути электронов не существовало вообще. Пока эта идея работает только в теории, но исследователи сейчас работают над созданием физического устройства для подтверждения работоспособности идеи на практике.
Если данная идея заработает в реальном мире, то за счет использования такой технологии можно будет создать новые высокоэффективные электронные фильтры, датчики различных физических величин и многое другое. Поскольку компоненты компьютерных микросхем становятся все меньше и меньше, “мы должны придумать новую стратегию управления потоком электронов, электрическим током” – говорит Чен. – “И наш новый принцип является одним из наиболее подходящих для этого”.
Принцип, разработанный учеными из Массачусетса, может стать основой для изготовления нового вида электронного ключа, аналога транзистора, являющегося основой всей современной электроники. Этот ключ с помощью внешнего управляющего сигнала может становиться прозрачным и непрозрачным для потока электронов, беспрепятственно пропуская или препятствуя прохождению через него электрического тока.
“Мы сейчас находимся только в самом начале исследований” – рассказывает Чен. – “И мы пока не уверены как далеко нам удастся зайти, но то, что наша разработка имеет огромный потенциал для применения в будущем, ни у кого не вызывает сомнений”. Более подробная информация о проведенных группой Чена исследованиях и их результаты опубликованы в последнем выпуске журнала Physical Review Letters.
По данным – technewsdaily.com
