sindbad001
30/04/2014, 11h28
Une seule couche d'atomes d'étain pourrait être le premier matériau du monde de conduire l'électricité 100% d'efficacité à des températures que des puces informatiques fonctionnent, selon une équipe de physiciens théoriques menée par des chercheurs du département américain de l'(DOE) SLAC naboratory d'accélérateur national de l'énergie et l'Université de Stanford. Les chercheurs appellent le nouveau matériel "stanene", combinant le nom latin de l'étain (stannum) avec le suffixe utilisé dans le graphène, un autre matériau simple couche innovante.
http://3.bp.blogspot.com/-H5_VX4QFMLc/T5r3WFTIAeI/AAAAAAAATlo/JAgYI-M22MA/s1600/exgraphene.png"Stanene pourrait augmenter la vitesse et réduire les besoins en énergie des générations futures de puces d'ordinateur, si notre prévision est confirmée par des expériences qui sont en cours dans plusieurs laboratoires à travers le monde», a déclaré le chef d'équipe, Shoucheng Zhang, un professeur de physique à l'Université Stanford et l'Institut de Stanford des matériaux et sciences de l'énergie (SIMES), un institut conjoint avec SLAC.
Le chemin vers StanenePour la dernière décennie, Shoucheng Zhang et ses collègues ont été calculent et prédire les propriétés électroniques d'une classe particulière de matériaux connus comme isolants topologiques, qui conduisent l'électricité que sur leurs bords ou surfaces extérieures et non par leurs intérieurs.Lorsque isolants topologiques sont un seul atome d'épaisseur, les bords de conduire l'électricité à 100% d'efficacité. Ces propriétés inhabituelles résultent d'interactions complexes entre les électrons et les noyaux d'atomes lourds dans les matériaux.
http://images.gizmag.com/hero/graphene_layer.jpg
"La magie des isolants topologiques est que par leur nature même, ils forcent les électrons à se déplacer dans les couloirs définis sans aucune limite de vitesse, comme l'autoroute allemande. Tant qu'ils sont sur l'autoroute - les bords ou des surfaces - les électrons vont se déplacer sans résistance ", a déclaré M. Zhang.
En 2006 et 2009, le groupe de M. Zhang a prédit que le tellurure de mercure et plusieurs combinaisons de bismuth, antimoine, sélénium et le tellure doivent être isolants topologiques, ils ont vite été prouvé en plein expériences réalisées par d'autres. Mais aucun de ces matériaux est un conducteur électrique parfait à la température ambiante, ce qui limite leur potentiel pour des applications commerciales.
Plus tôt cette année, chercheur invité Yong Xu, qui est maintenant à l'Université de Tsinghua à Pékin, a collaboré avec le groupe de Zhang pour examiner les propriétés d'une seule couche d'étain pur.
"Nous savions que nous devrions examiner les éléments de la partie inférieure droite du tableau périodique. Tous les isolants topologiques précédentes ont impliqué des éléments lourds et riches en électrons qui s'y trouvent ", a déclaré M. Xu.
http://www.xbitlabs.com/cms/include/image.php?src=/images/news/2013-11/stanene-lattice.jpg&width=550&height=386&cache=1&quality=90&aspect=0&format= (http://www.xbitlabs.com/picture/?src=/images/news/2013-11/stanene-lattice.jpg)
Ajout des atomes de fluor (de jaune) à une seule couche d'atomes d'étain (gris) devrait permettre un nouveau matériau prévu, stanene, à conduire l'électricité parfaitement le long de ses bords (bleu et flèches rouges) à des températures jusqu'à 100 ° C (212 ° F) .
Leurs calculs ont indiqué que seule une couche d'étain serait un isolant topologique et au-dessus de la température ambiante, et que l'ajout d'atomes de fluor à l'étain se prolonger sa plage de fonctionnement à au moins 100 ° C (212 ° Fahrenheit).
En fin de compte un suppléant pour la Silicon?M. Zhang a dit la première application pour cette combinaison stanene-fluor peut être dans le câblage qui relie les nombreuses sections d'un microprocesseur, permettant aux électrons de circuler aussi librement que les voitures sur une autoroute. La congestion du trafic serait encore se produire à sur et hors rampes constitués de conducteurs conventionnels, dit-il. Mais câblage stanene devrait réduire considérablement la consommation d'énergie et la production de chaleur des microprocesseurs.
http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~maruyama/kataura/chirality.files/image001.gif
défis de fabrication notamment d'assurer qu'une seule couche d'étain est déposé et garder cette seule couche intacte au cours des processus de puce-faire à haute température.
"Finalement, nous pouvons imaginer stanene utilisé pour beaucoup plus de structures de circuit, y compris le remplacement du silicium dans le cœur des transistors. Un jour, nous pourrions même appeler ce domaine Tin Valley plutôt que la Silicon Valley », a déclaré M. Zhang.
http://3.bp.blogspot.com/-H5_VX4QFMLc/T5r3WFTIAeI/AAAAAAAATlo/JAgYI-M22MA/s1600/exgraphene.png"Stanene pourrait augmenter la vitesse et réduire les besoins en énergie des générations futures de puces d'ordinateur, si notre prévision est confirmée par des expériences qui sont en cours dans plusieurs laboratoires à travers le monde», a déclaré le chef d'équipe, Shoucheng Zhang, un professeur de physique à l'Université Stanford et l'Institut de Stanford des matériaux et sciences de l'énergie (SIMES), un institut conjoint avec SLAC.
Le chemin vers StanenePour la dernière décennie, Shoucheng Zhang et ses collègues ont été calculent et prédire les propriétés électroniques d'une classe particulière de matériaux connus comme isolants topologiques, qui conduisent l'électricité que sur leurs bords ou surfaces extérieures et non par leurs intérieurs.Lorsque isolants topologiques sont un seul atome d'épaisseur, les bords de conduire l'électricité à 100% d'efficacité. Ces propriétés inhabituelles résultent d'interactions complexes entre les électrons et les noyaux d'atomes lourds dans les matériaux.
http://images.gizmag.com/hero/graphene_layer.jpg
"La magie des isolants topologiques est que par leur nature même, ils forcent les électrons à se déplacer dans les couloirs définis sans aucune limite de vitesse, comme l'autoroute allemande. Tant qu'ils sont sur l'autoroute - les bords ou des surfaces - les électrons vont se déplacer sans résistance ", a déclaré M. Zhang.
En 2006 et 2009, le groupe de M. Zhang a prédit que le tellurure de mercure et plusieurs combinaisons de bismuth, antimoine, sélénium et le tellure doivent être isolants topologiques, ils ont vite été prouvé en plein expériences réalisées par d'autres. Mais aucun de ces matériaux est un conducteur électrique parfait à la température ambiante, ce qui limite leur potentiel pour des applications commerciales.
Plus tôt cette année, chercheur invité Yong Xu, qui est maintenant à l'Université de Tsinghua à Pékin, a collaboré avec le groupe de Zhang pour examiner les propriétés d'une seule couche d'étain pur.
"Nous savions que nous devrions examiner les éléments de la partie inférieure droite du tableau périodique. Tous les isolants topologiques précédentes ont impliqué des éléments lourds et riches en électrons qui s'y trouvent ", a déclaré M. Xu.
http://www.xbitlabs.com/cms/include/image.php?src=/images/news/2013-11/stanene-lattice.jpg&width=550&height=386&cache=1&quality=90&aspect=0&format= (http://www.xbitlabs.com/picture/?src=/images/news/2013-11/stanene-lattice.jpg)
Ajout des atomes de fluor (de jaune) à une seule couche d'atomes d'étain (gris) devrait permettre un nouveau matériau prévu, stanene, à conduire l'électricité parfaitement le long de ses bords (bleu et flèches rouges) à des températures jusqu'à 100 ° C (212 ° F) .
Leurs calculs ont indiqué que seule une couche d'étain serait un isolant topologique et au-dessus de la température ambiante, et que l'ajout d'atomes de fluor à l'étain se prolonger sa plage de fonctionnement à au moins 100 ° C (212 ° Fahrenheit).
En fin de compte un suppléant pour la Silicon?M. Zhang a dit la première application pour cette combinaison stanene-fluor peut être dans le câblage qui relie les nombreuses sections d'un microprocesseur, permettant aux électrons de circuler aussi librement que les voitures sur une autoroute. La congestion du trafic serait encore se produire à sur et hors rampes constitués de conducteurs conventionnels, dit-il. Mais câblage stanene devrait réduire considérablement la consommation d'énergie et la production de chaleur des microprocesseurs.
http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~maruyama/kataura/chirality.files/image001.gif
défis de fabrication notamment d'assurer qu'une seule couche d'étain est déposé et garder cette seule couche intacte au cours des processus de puce-faire à haute température.
"Finalement, nous pouvons imaginer stanene utilisé pour beaucoup plus de structures de circuit, y compris le remplacement du silicium dans le cœur des transistors. Un jour, nous pourrions même appeler ce domaine Tin Valley plutôt que la Silicon Valley », a déclaré M. Zhang.