Электрическое управление наведенным магнетизмом в воздухоустойчивом двумерном полупроводнике

Учёные из Национального университета Сингапура (NUS) в сотрудничестве с учеными из учреждений Швейцарии, Чехии и Германии продемонстрировали способ введения магнетизма в изначально немагнитный двумерный (2D) полупроводник и последующего управления его магнитными свойствами с помощью электрического напряжения. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances, создают новую платформу для исследования электрически управляемого магнетизма в атомарно тонких материалах, что может иметь потенциальное значение для будущих спинтронных технологий.

Ускорение протонов за счет распространения электростатических волн, вызванных интенсивным лазерным облучением большой площади подвешенного графена

Физики из Университета Осаки использовали лазеры для создания движущегося электрического поля, которое ускоряет протоны до очень высоких энергий. Этот адаптированный подход в конечном итоге может способствовать разработке ускорителей частиц следующего поколения. Учёные использовали лазер с длинным импульсом и сверхтонкие графеновые мишени для ускорения протонов (достигнув почти половины скорости света) до энергии 132 МэВ. Эксперимент продемонстрировал улучшенные возможности ускорения ионов с помощью лазера с длинным импульсом, а моделирование показало, что протоны получали энергию от движущегося электрического поля в течение длительного периода времени. Результаты исследования опубликованы в журнале Progress of Theoretical and Experimental Physics.

Новая модель объединяет физику сегнетоэлектриков и моделирование электрических цепей

Согласно исследованию, проведенному инженерным факультетом Мичиганского университета, новая аналитическая модель, основанная на физических принципах, может точно предсказывать поведение сегнетоэлектриков при реальных сложных напряжениях. Модель устраняет давний разрыв между фундаментальной физикой переключения и практическим проектированием устройств. Работа опубликована в журнале Advanced Materials. 

Получены первые прямые доказательства существования топологического состояния Флоке

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, представлены первые прямые экспериментальные доказательства существования топологического состояния Флоке — новой светоиндуцированной фазы материи, которая до сих пор существовала только на бумаге и в моделировании. Топологические изоляторы могут проводить электричество по своей поверхности, оставаясь при этом изоляторами по всему объему. Физики годами разрабатывали технологию Флоке — метод, использующий интенсивные, быстро осциллирующие световые поля для временного изменения электронной структуры материала. Сочетание этих двух идей казалось естественным следующим шагом: использовать свет, чтобы по требованию заставить обычный материал вести себя как топологический изолятор. В эксперименте был использован теллурид олова (SnTe).

Определён верхний предел удельного сопротивления чистого металла

Группа исследователей из Университета Торонто, Высшей нормальной школы в Париже и Университета Лихай в Пенсильвании изучила ультрахолодные атомы калия, охлажденные почти до абсолютного нуля. Они обнаружили, что при увеличении скорости столкновений атомов результирующее сопротивление в конечном итоге перестает расти, что дает новое понимание причин удельного сопротивления на микроскопическом уровне. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Электрический двойной слой активирует молекулярный переключатель, лежащий в основе реакций в батареях и водороде

От зарядки смартфонов до производства водорода — раскрыты фундаментальные принципы энергетических технологий. Корейские исследователи впервые определили, как изменяются молекулярные структуры в сверхмалом пространстве — "электрический двойной слой". Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, открывает новый путь для одновременного повышения эффективности и производительности в аккумуляторных, водородных и углеродно-нейтральных технологиях за счет снижения потерь энергии и избирательного инициирования желаемых реакций.

Одноквантовое устройство, измеряющее амперы, вольты и омы

Физики показали, как одно квантовое устройство может точно измерять три основные единицы электричества: ампер (единицу силы электрического тока), вольт (единицу электрического потенциала) и ом (единицу электрического сопротивления). Это значительный прорыв, поскольку до сих пор ни один прибор не мог измерить все три основные электрические единицы в одной практичной системе. Джейсон Андервуд из Национального института стандартов и технологий (NIST) в Мэриленде и его коллеги продемонстрировали, как это устройство может быть создано благодаря интеграции двух ключевых квантовых систем в один криостат. А именно, специального типа резистора, называемого квантовым аномальным резистором Холла (QAHR), и программируемого джозефсоновского стандарта напряжения (PJVS). Криостат обеспечивает необходимую низкотемпературную среду для их эффективной работы. Данное исследование упрощает процесс проведения высокоточных электрических измерений и может привести к созданию новых способов определения электрических стандартов. Работа опубликована в журнале Nature Electronics.

Полностью электрическая слоистая спинтроника в альтернативных магнитных бислоях

Исследовательская группа под руководством Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) представила новый метод управления спином электрона с использованием только электрического поля. Работа опубликована в Materials Horizons. Результаты демонстрируют, как новый тип магнитного материала, альтермагнитный бислой, может использовать новый механизм, называемый блокировкой спинов слоев, что позволяет осуществлять полностью электрическую манипуляцию спиновыми токами при комнатной температуре.

Квантовый предел магниторецепции животных

Пара физиков из Университета Крита обнаружили, что некоторые типы биологических магниторецепторов, используемых различными животными для навигации, работают на квантовом пределе или около него. В своей статье, опубликованной в журнале PRX Life, IK Kominis и E. Gkoudinakis описывают проблему магнитного восприятия у крошечных существ и их навигационные способности.

Ученые НИУ ВШЭ разработали новую модель двойного электрического слоя

Модель учитывает широкий спектр взаимодействий ионов с электродами и позволяет предсказывать способность устройства накапливать электрический заряд. Теоретические предсказания модели совпали с результатами экспериментов. Данные о поведении двойного электрического слоя могут помочь в разработке более эффективных суперконденсаторов для портативной электроники и электромобилей. Исследование опубликовано в журнале ChemPhysChem. Для расчетов использовалось модифицированное уравнение Пуассона — Больцмана. В модели учли специфические взаимодействия между ионами, их окружение молекулами воды, влияние электрического поля на диэлектрические свойства воды и ограниченное пространство для ионов у поверхности электрода. Это позволило подробно описать профили дифференциальной электрической емкости — меры того, насколько эффективно ДЭС (двойной электрический слой) может накапливать заряд, когда меняется напряжение. Чем выше дифференциальная емкость, тем больше зарядов может удерживать слой при небольших изменениях напряжения. В исследовании изучались водные растворы электролитов перхлората натрия (NaClO₄) и гексафторфосфата калия (KPF₆) на границе с серебряным электродом.