Индуцированное светом квантовое трение углеродных нанотрубок в воде

Группа исследователей из Бохума, Германия, неожиданно обнаружила, что свет может замедлять движения в наномире. Это связано с квантовым трением — явлением, которое до сих пор было плохо изучено. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Ожидалось, что свет будет нагревать частицы или приводить их в движение. Однако, в водном растворе флуоресцентные углеродные нанотрубки движутся гораздо медленнее после облучения светом. В ходе этого процесса константа диффузии уменьшается с увеличением интенсивности света, что связано с прямой связью между электронами в твердом теле и молекулами жидкости.

Использование сил Ван дер Ваальса для регулирования физических и электронных свойств тонких ферроэлектрических пленок

Учёные продемонстрировали возможность использования сил Ван дер Ваальса для регулирования физических и электронных свойств тонких ферроэлектрических пленок. Эта работа открывает двери для новых методов проектирования материалов, используемых в более компактных и энергоэффективных электронных устройствах. Работа опубликована в журнале ACS Nano.

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.

Метод атомно-колоночной микроскопии позволяет обнаружить скрытые магнитные структуры в антиферромагнетиках

Антиферромагнитные материалы с антипараллельными атомными спинами и нулевой суммарной намагниченностью являются быстрыми и устойчивыми к внешним магнитным помехам, что делает их идеальными для высокоскоростных спинтронных устройств высокой плотности. Однако их нулевая суммарная намагниченность затрудняет традиционную визуализацию, поскольку методы, основанные на нейтронах или синхротронном излучении, имеют ограниченное разрешение и не позволяют легко исследовать микроскопические области или границы раздела. Группа учёных разработала метод электронного магнитного кругового дихроизма (ЭМКД) с разрешением по атомному столбцу, позволяющий визуализировать антиферромагнитный порядок на атомном уровне. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Если наноалмаз размером 4 нанометра подвергнуть сильному давлению, он станет гибким

Учёным известно, что наноалмазы, которые в тысячи раз меньше песчинки, могут выдерживать растяжение или сжатие, разрушающее обычный алмаз. Но никто не знал, как именно это происходит. В статье, опубликованной в журнале Physical Review X, Чунсинь Шань из Чжэнчжоуского университета в Китае и его коллеги исследовали алмазы размером всего в четыре нанометра, чтобы посмотреть, как они реагируют на давление. Согласно публикации, по мере уменьшения размера алмазы становились значительно менее жесткими. В то время как алмаз размером 13 нанометров почти так же тверд, как алмазы, используемые в ювелирных изделиях, алмаз размером 4 нанометра примерно на 30% мягче.

Методом полевой микроскопии обнаружено фемтосекундное оптическое переключение в нанокристаллах оксида индия-олова размером 15 нм

Подобно тому, как антенна взаимодействует с радиоволнами, свет взаимодействует с металлическими наноструктурами. Поэтому понимание того, как структура влияет на колебания поля, дает ценные сведения о физических свойствах самой структуры. Международная исследовательская группа, в которую входят ученые из Института науки о свете им. Макса Планка (MPL), изучает изменения колебаний поля, происходящие при взаимодействии света с нанокристаллами оксида индия-олова (ITO). В рамках совместного исследовательского проекта с участием MPL и Политехнического университета Турина ученые использовали метод разрешения поля впервые для изучения взаимодействия света (в виде коротких лазерных импульсов) с нанокристаллами ITO. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.

С помощью квантово-механических эффектов впервые удалось провести оптические измерения с атомным разрешением

Учёные из Регенсбурга и Бирмингема преодолели фундаментальное ограничение оптической микроскопии. С помощью квантово-механических эффектов им впервые удалось провести оптические измерения с атомным разрешением. Невероятное разрешение достигается за счет приближения острого металлического наконечника к поверхности исследуемого материала на чрезвычайно близкое расстояние — зазор меньше размера одного атома. Система освещается лазером непрерывного излучения, «сжимающим» инфракрасный свет в крошечный зазор и концентрирующим его на вершине наконечника. Такое ограничение света позволяет обойти дифракционный предел и обеспечивает пространственное разрешение порядка радиуса кривизны вершины наконечника — обычно около 10 нанометров. Результаты их работы опубликованы в журнале Nano Letters.

Накопление или истощение электронов на скрученном интерфейсе двухслойного титаната стронция при локальном атомном расположении

Было установлено, что простое скручивание и укладка двух слоев оксидных кристаллов позволяет атомной структуре контролировать поведение электронов. Подобно новым структурам, возникающим при наложении и вращении двух сеток, скрученный оксидный интерфейс образует специфические атомные конфигурации, которые действуют как "невидимый забор", либо захватывая, либо отталкивая электроны. Изучение механизма, лежащего в основе этого явления в скрученных оксидных интерфейсах, образующихся при определенных углах поворота, опубликовано в качестве главной статьи в журнале ACS Nano.

Сверхбыстрые световые переключатели для быстрого оптического управления используют атомарно тонкие полупроводники

В поисках материала, отражательные свойства которого можно было бы изменять или "переключать" в течение нескольких фемтосекунд с помощью сильно сфокусированного лазерного луча, учёные использовали сверхтонкую серебряную "матрицу нанощелей", на поверхности которой выточили сетку параллельных канавок шириной и глубиной приблизительно 45 нанометров. Затем нанесли на поверхность этой структуры монослой полупроводникового кристалла дисульфида вольфрама толщиной всего в три атома. Таким образом была получена наноструктура, состоящая из серебра и атомарно тонкого полупроводникового слоя, которую можно превратить в сверхбыстрое переключающее зеркальное устройство, что может функционировать как оптический транзистор со скоростью переключения примерно в 10 000 раз выше, чем у электронного аналога. Работа была опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

В металлических нанокристаллах обнаружены фрактальные структуры

В новом исследовании, проведенном кафедрой прикладной физики и материаловедения Университета Северной Аризоны, группа учёных обнаружила, что фрактальные объекты, аналогичные снежинкам из льда, возникают в нанокристаллах золота, меди и железа. Когда частицы металла слипаются в ходе молниеносной химической реакции, они образуют пятиугольные структуры, очень похожие на природные снежинки, — явление, имеющее невероятно важное значение для будущего нанотехнологий. Статья была опубликована в качестве главной в журнале Small.