18:18
Comentarii Adauga Comentariu

_ Este topologic? O nouă bază de date de materiale are răspunsul

_ Este topologic? O nouă bază de date de materiale are răspunsul

De ce va fi nevoie pentru a face electronicele noastre mai inteligente, mai rapide și mai rezistente? O idee este să le construiești din materiale topologice.

Topologia provine dintr-o ramură a matematicii care studiază formele care pot fi manipulate sau deformate fără a pierde anumite proprietăți de bază. O gogoașă este un exemplu obișnuit: dacă ar fi făcută din cauciuc, o gogoașă ar putea fi răsucită și strânsă într-o formă complet nouă, cum ar fi o cană de cafea, păstrând în același timp o trăsătură cheie - și anume, gaura centrală, care ia forma unui mânerul cupei. Gaura, în acest caz, este o trăsătură topologică, robustă împotriva anumitor deformații.

În ultimii ani, oamenii de știință au aplicat concepte de topologie la descoperirea materialelor cu proprietăți electronice la fel de robuste. În 2007, cercetătorii au prezis primii izolatori topologici electronici — materiale în care electronii care se comportă în moduri „protejate topologic” sau persistente în fața anumitor perturbări.

De atunci, oamenii de știință au căutat mai multe materiale topologice cu scopul de a construi dispozitive electronice mai bune și mai robuste. Până de curând, doar o mână de astfel de materiale au fost identificate și, prin urmare, au fost presupuse a fi o raritate.

Acum, cercetătorii de la MIT și din alte părți au descoperit că, de fapt, materialele topologice sunt peste tot, dacă știi cum să le caute.

Într-o lucrare publicată în Science, echipa, condusă de Nicolas Regnault de la Universitatea Princeton și de la École Normale Supérieure Paris, raportează că valorifică puterea mai multor supercalculatoare pentru a mapa structura electronică a mai multor computere. peste 96.000 de materiale cristaline naturale și sintetice. Ei au aplicat filtre sofisticate pentru a determina dacă și ce fel de trăsături topologice există în fiecare structură.

În general, au descoperit că 90% din toate structurile cristaline cunoscute conțin cel puțin o proprietate topologică și mai mult de 50% din toate materialele care apar în mod natural prezintă un fel de comportament topologic.

„Am descoperit că există o ubicuitate – topologia este peste tot”, spune Benjamin Wieder, co-conducătorul studiului și postdoctorat în Departamentul de Fizică al MIT.< /p>

Echipa a compilat materialele nou identificate într-o nouă bază de date de materiale topologice, accesibilă gratuit, care seamănă cu un tabel periodic de topologie. Cu această nouă bibliotecă, oamenii de știință pot căuta rapid materiale de interes pentru orice proprietăți topologice pe care le-ar putea deține și le pot valorifica pentru a construi tranzistori de putere ultra-scăzută, noi stocări de memorie magnetică și alte dispozitive cu proprietăți electronice robuste.

Lucrarea include co-autorul principal Maia Vergniory de la Vergniory al Centrului Internațional de Fizică din Donostia, Luis Elcoro de la Universitatea din Țara Bascilor, Stuart Parkin și Claudia Felser de la Institutul Max Planck și Andrei Bernevig de la Universitatea Princeton.

Dincolo de intuiție

Noul studiu a fost motivat de dorința de a accelera căutarea tradițională a materialelor topologice.

„Modul în care au fost găsite materialele originale a fost prin chimie. intuiție”, spune Wieder. „Aceasta abordare a avut multe succese timpurii. Dar, pe măsură ce teoretic am prezis mai multe tipuri de faze topologice, părea că intuiția nu ne ducea prea departe.”

Wieder și colegii săi au folosit în schimb o metodă eficientă și sistematică. metodă de a elimina semnele de topologie sau comportamentul electronic robust în toate structurile cristaline cunoscute, cunoscute și sub numele de materiale anorganice în stare solidă.

Pentru studiul lor, cercetătorii s-au uitat la Baza de date a structurilor cristaline anorganice sau ICSD, un depozit în care cercetătorii introduc structurile atomice și chimice ale materialelor cristaline pe care le-au studiat. Baza de date include materiale găsite în natură, precum și cele care au fost sintetizate și manipulate în laborator. ICSD este în prezent cea mai mare bază de date de materiale din lume, conținând peste 193.000 de cristale ale căror structuri au fost cartografiate și caracterizate.

Echipa a descărcat întregul ICSD și, după ce a efectuat câteva curățări de date, pentru a elimina structurile corupte. fișiere sau date incomplete, cercetătorii au rămas cu puțin peste 96.000 de structuri procesabile. Pentru fiecare dintre aceste structuri, au efectuat un set de calcule bazate pe cunoștințele fundamentale ale relației dintre constituenții chimici, pentru a produce o hartă a structurii electronice a materialului, cunoscută și sub numele de structura benzii de electroni.

Echipa. a fost capabil să efectueze eficient calculele complicate pentru fiecare structură folosind mai multe supercalculatoare, pe care apoi le-au folosit pentru a efectua un al doilea set de operații, de data aceasta pentru a verifica diferite faze topologice cunoscute sau comportament electric persistent în fiecare material cristalin.

„Căutăm semnături în structura electronică în care anumite fenomene robuste ar trebui să apară în acest material”, explică Wieder, a cărui activitate anterioară a implicat rafinarea și extinderea tehnicii de screening, cunoscută sub numele de chimie cuantică topologică.

Din analiza lor de mare debit, echipa a descoperit rapid un număr surprinzător de mare de materiale care sunt în mod natural topologice, fără nicio manipulare experimentală. , precum și materiale care pot fi manipulate, de exemplu cu dopaje ușoare sau chimice, pentru a prezenta un fel de comportament electronic robust. Ei au descoperit, de asemenea, o mână de materiale care conțineau mai mult de o stare topologică atunci când sunt expuse la anumite condiții.

„Fazele topologice ale materiei din materialele 3D în stare solidă au fost propuse ca locuri pentru observarea și manipularea efectelor exotice, inclusiv interconversia curentului electric și spinul electronilor, simularea de masă a teoriilor exotice din fizica energiilor înalte și chiar, în condițiile potrivite, stocarea și manipularea informațiilor cuantice”, notează Wieder.

Pentru Experimentaliştii care studiază astfel de efecte, Wieder spune că noua bază de date a echipei dezvăluie acum o serie de materiale noi de explorat.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Richarlison, care a semnat noul Tottenham, a înmânat tricoul cu numărul nouă, în timp ce Antonio Conte continuă să construiască partea

_ Queensland: Bindi Irwin vizitează plaja cu fiica Grace într-o dimineață de iarnă

_ Montare sub presiune la 2 GB pe măsură ce timpul de conducere al lui Jim Wilson alunecă

_ Tottenham „face o anchetă pentru Memphis Depay”, în timp ce Antonio Conte încearcă să întărească atacul în continuare

_ Jessica Sepel de la JSHealth Vitamins: Acestea sunt CINCI alimente pe care le consum pentru imunitate iarna

_ Lottie Moss pare să facă o declarație despre Roe v. Wade în timp ce pozează pentru un selfie cu oglindă în topless

_ CHRISTOPHER STEVENS recenzii TV de aseară: Dragi snobi ai BBC

_ EDEN CONFIDENTIAL: fratele lui Kate Middleton, James, și o anchetă privind plata cu cardul de credit de 52.000 de lire sterline

_ Mel Greig are Covid și o tulpină urâtă de gripă în același timp

_ Fiul lui Paul Staehle al logodnicului de 90 de zile, Pierre, în vârstă de trei ani, este luat într-o casă de plasament de către CPS

_ Factorul Biden: China, Rusia, Iran se pregătesc pentru jocurile de război din America Latină � Rusia va aduce pentru prima dată jocurile militare �n emisfera vestică

_ Prue Leith spune că speră că fiul ei, parlamentar conservator, Danny Kruger, nu va vota împotriva morții asistate

_ Domenica Calarco promite să nu mai vorbească despre MAFS pe Instagram

_ Jeff Lewis îl părăsește pe Stuart O'Keeffe după cearta noaptea târziu pentru petrecerea din 4 iulie

_ Nene Leakes își arată picioarele tonifiate într-o rochie înaltă-joasă în timp ce este la o întâlnire cu Nyonisela Sioh la Miami

_ Starul lui Geordie Shore, Daniel Thomas-Tuck, anunță că așteaptă primul său copil cu iubita lui

_ Soția lui Ore Oduba Portia dezvăluie că fiica lor, în vârstă de 8 luni, a fost transportată de urgență la spital după „o sperietură”

_ Nicole Scherzinger uimește într-un bikini albastru... atrăgând chiar atenția fotbalistului Jesse Lingard

_ Legenda australiană a tenisului Mark Philippoussis îl critică pe Nick Kyrgios drept o influență proastă asupra copiilor

_ Rita Ora se strecoară într-o rochie sclipitoare din plasă în timp ce ia cina după ce a participat la premiera Thor la Londra

_ Lista de milioane de dolari din New York, care i-a jucat pe Ryan Serhant și Fredkrik Eklund, este „întreruptă” de Bravo

_ Pixie Lott își arată silueta incredibilă în minirochie cu paiete la Săptămâna Modei de la Paris

_ Chris Evans face echipă cu Emily Blunt pentru noul film Netflix Pain Hustlers

_ Țugărul din Highland Park, Robert Crimo, este acuzat de șapte capete de acuzare de crimă de gradul I

_ Mel Greig dezvăluie că a fost lovită de Covid ȘI o tulpină urâtă de gripă în același timp

_ Tom Cruise i se alătură Serena Williams și Natalie Portman, când își sărbătorește 60 de ani

_ Serena Williams arată plin de farmec într-o rochie mini roz la premiera din Londra a lui Thor

_ Eyes Wide Shut: Nicole Kidman îl lasă pe Balenciaga îmbrăcat într-o misterioasă acoperire a ochilor în timpul PFW

_ Mama lui Nick Kyrgios dezvăluie că faptul de a-l vedea jucând o face să intre în panică atât de tare încât a trebuit să meargă la psiholog

_ Julia Fox emană încredere cu un ansamblu de piele îndrăzneț în timp ce iese la cină la Paris

_ Natalie Portman se îmbracă cu o minirochie roșie în timp ce se alătură Ritei Ora și Tessa Thompson

_ Cadbury lansează un nou bloc de ciocolată boysenberry ripple

_ Tessa Thompson emană farmec într-o rochie aurie fără bretele la premiera Thor: Love and Thunder

_ „Ură conjugală”: aceasta este expresia pentru a descrie acele iritații - șase femei își dezvăluie supărarea

_ DAN WOOTTON: Criminalii eco-terorişti ameninţă vieţile britanicilor obişnuiţi

_ Natalie Portman își etalează un fizic tonifiat în minirochie stacojie la premiera Thor la Londra

_ Susie Bradley are o față curajoasă, așa cum a văzut-o pentru prima dată de la despărțirea de starul NRL Todd Carney

_ Liam Gallagher îl critică pe fratele Noel pentru că „își bate joc de utilizatorii de scaune cu rotile la Glastonbury”

_ Starul MasterChef Sarah Todd spune că simte presiune înainte de săptămâna Marii Finale

_ Sharks îl fac pe Grier primul director general al negru din istoria NHL

_ SUA face presiuni asupra membrilor G20 în privinţa Rusiei. Ce vor să obţină

_ Kmart introduce noi „roboți cu auto-navigare” numiți Tory în magazinele de la nivel național

_ Camilla mărturisește că este o „vizionatoare avidă” a filmului Crimewatch în timpul vizitei la noul sediu al BBC din Țara Galilor

_ Andrew din Love Island izbucnește în lacrimi într-un clip dramatic de previzualizare... după ce a sărutat-o ​​pe Coco

_ Camilla și Prințul Charles vizitează sediul de 120 de milioane de lire sterline al BBC Wales

_ Kate Beckinsale recunoaște că „nu se poate opri” să se uite la Insula Iubirii

_ Lala Kent își prezintă noua meserie cu sânii în bikini minuscul după despărțirea urâtă a lui Randall Emmett

_ Poate chiar și Boris purcelul uns să iasă din asta?

_ Lily-Rose Depp face un LBD elegant în timp ce se urcă în decapotabilă Rolls-Royce, filmând The Idol

_ Tommy Pham de la MasterChef îi împărtășește un dulce tribut lui Julie Goodwin după eliminarea șocului

_ Instagram versus realitate! Pistruii naturali ai lui Elle Macpherson dispar

_ Burgerul McDonald's Australia's Mighty Angus revine cu crème brulee McFlurry

_ Jennifer Lopez își arată simțul impecabil al modei în timp ce se alătură logodnicului Ben Affleck pe platourile de filmare din LA

_ Amelia Marni din Love Island plânge în timp ce își rupe tăcerea după despărțirea de Josh Moss

_ Love Island Australia: Amelia Marni rupe tăcerea în despărțirea de Josh Moss

_ Minions: The Rise of Gru se află în fruntea box office-ului australian

_ Mutarea lui Cristiano Ronaldo la Chelsea de la Manchester United „bifează o casetă” pentru Blues, susține Merson

_ Lupii sunt dispuși să asculte ofertele pentru Morgan Gibbs-White, în timp ce mijlocașul blochează un nou contract

_ Rochelle Humes pune un ecran cu picioare în picioare, în mov strălucitor, pentru petrecerea Good American

_ O mamă însărcinată dezvăluie comentarii insultătoare pe care străinii le-au făcut cu privire la „uriașul” ei bubiș


Pag.1 Pag.2 Pag.3

Nr. de articole la aceasta sectiune: 180, afisate in 3 pagini.