ТПС: Израелски пробив в манипулирането на атомния слой може да трансформира компютърните устройства

Израелски учени откриха атомна иновация, която може да проправи пътя за по-бързо и по-ефективно съхранение на паметта, за произвеждане на усъвършенствани полупроводници и дори квантови изчислителни технологии, предлагащи по-добра прецизност и контрол, предаде израелската новинарска агенция ТПС.
В проучване на Телавивския университет учени откриха нов метод за манипулиране на атомните слоеве на материали като графит, за да създадат нови конфигурации с уникални свойства.
"Слайдтроникс" (Slidetronics) работи чрез плъзгане на слоевете от материали като графит, които се държат заедно от слаби сили на Ван дер Ваалс в различни стабилни позиции. За разлика от химическите връзки, които включват споделяне или прехвърляне на електрони, силите на Ван дер Ваалс са резултат от временни промени в разпределението на електрони около атоми или молекули.
Учените, ръководени от проф. Бен Шалом, докторантите Маян Вицнер Щерн и Симон Салех Атри, постигат иновацията чрез прилагане на малки сили като електрически полета или механичен натиск, което накара атомните слоеве да се плъзгат в нови конфигурации. Тези нови конфигурации, веднъж формирани, остават стабилни дори след премахване на външната сила. Резултатът е материал, който може да съхранява информация, функционирайки много като малка карта памет.
Учените казват, че способността да се контролират тези структурни промени на атомно ниво отваря нови възможности за манипулиране на свойствата на материала при искане. 
"Подобно на графита, природата произвежда много други материали със слабо свързани слоеве. Всеки слой се застопорява като "Лего" фигура – чупенето на една фигура е трудно, но чупенето и повторното сглабяне на две фигури е сравнително лесно", каза Щерн.  
"По същия начин слоевете на дадени материали изискват специфични позиции на подреждане, където атомите се подравняват перфектно с тези в съседния слой. Плъзгането между тези позиции се случва в малки, дискретни скокове - само на атомно разстояние в даден момент", допълни той.
Учените също проучват как различният брой слоеве влияяе върху свойствата на материала. Например, три слоя от материал с два вида атоми могат да създадат шест отделни стабилни материала, всеки с уникални вътрешни поляризации. С пет слоя този брой се увеличава до 45 различни възможни структури. Чрез превключване между тези конфигурации учените могат да контролират електрически, магнитни и оптични свойства.
Дори графитът, съставен единствено от въглерод, може да се пренареди в шест различни кристални форми, всяка с различна електрическа проводимост, инфрачервена реакция, магнетизация и свръхпроводящи свойства, отбелязват учените. 
"Слайдтроникс" може да въведе нов модел на съхранението на паметта. Използвайки способността за преместване на атомни слоеве в отделни подредби, учените могат да създадат ултра малки памети, които са по-бързи, по-ефективни и имат по-висок капацитет за съхранение от съществуващите технологии. Тези малки памети могат да надминат традиционните устройства за съхранение на памет, като предлагат подобрена скорост и по-ниска консумация на енергия.
Освен това, прецизният контрол върху атомните слоеве може да доведе до разработването на усъвършенствани полупроводници с персонализирани електрически свойства.
Способността да се манипулират материали на атомно ниво е също обещаваща за квантовите изчисления. Чрез контролиране на електрическите, магнитните и оптичните свойства на материалите, "Слайдтроникс" може да помогне за разработването на по-ефективни квантови битове, които са централни за квантовите компютри, което води до по-бързи и по-мощни квантови системи.
Други практически приложения включват създаването на нови свръхпроводящи материали или такива със специализирани магнитни свойства, полезни в области като медицински изображения, предаване на енергия и физика на частиците. Прецизното манипулиране на материалите може също така да даде възможност за разработване на адаптивни интелигентни материали, които се адаптират към променящите се условия, с приложения в роботиката, космонавтиката и медицината.
(Тази информация се разпространява по споразумение между БТА и ТПС)