Высококачественные нанополости за счет мультимодального удержания гиперболических поляритонов в гексагональном нитриде бора

Представлен новый тип поляритонных резонаторов и переопределёны пределы удержания света. Работа демонстрирует нетрадиционный метод удержания фотонов, преодолевающий традиционные ограничения нанофотоники. В эксперименте были созданы нанополости с беспрецедентным сочетанием субволнового объема и увеличенного срока службы. Эти нанополости размером менее 100x100 нм² и толщиной 3 нм удерживают свет на значительно более длительное время. Ключ заключается в использовании гиперболических фонон-поляритонов, уникальных электромагнитных возбуждений, возникающих в двумерном материале, образующем полость. В отличие от предыдущих исследований резонаторов на основе фононных поляритонов, в этой работе используется новый механизм непрямого удержания. Нанополости создаются путем сверления наноразмерных отверстий в золотой подложке с предельной (2-3 нанометра) точностью, как ионно-лучевой микроскоп с гелий-фокусировкой. После изготовления отверстий поверх них наносится гексагональный нитрид бора (hBN), двумерный материал.

Силовая микроскопия с временным разрешением с использованием метода модуляции времени задержки

Ранее был разработан метод сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) с временным разрешением, сочетая СТМ с лазерной технологией для достижения наноуровня пространственного разрешения и фемтосекундного временного разрешения. Этот метод сыграл важную роль в выяснении различной динамики фотовозбуждения. Однако зависимость СТМ от электрического тока между зондом и образцом ограничивает его применение проводящими материалами. В исследовании, опубликованном в журнале Applied Physics Express, учёные разработала новую систему АСМ с временным разрешением, повысив ее работоспособность за счет объединения АСМ с уникальной технологией ультракоротких лазерных импульсов. Эта разработка позволяет измерять высокоскоростную динамику в более широком диапазоне материалов с нанометровым разрешением, включая изоляторы.

Разработан сверхбыстрый детектор утечек водорода

Разработан первый в мире датчик водорода со скоростью менее 0,6 секунды. Устройство представляет собой дифференциальное копланарное устройство, в котором нагреватель и чувствительные материалы расположены рядом в одной плоскости, чтобы преодолеть неравномерное распределение температуры существующих газовых датчиков, где нагреватель, изолирующий слой и чувствительные материалы уложены вертикально. Палладиевый чувствительный наноматериал имеет полностью плавающую структуру и подвергается воздействию воздуха снизу, максимально увеличивая площадь реакции с газом и обеспечивая высокую скорость реакции. Кроме того, палладиевый чувствительный материал работает при одинаковой температуре по всей площади.

Открытие скирмионов и антискирмионов высокого порядка

Исследователи из Аугсбургского и Венского университетов обнаружили сосуществующие магнитные скирмионы и антискирмионы произвольного топологического заряда при комнатной температуре в магнитных многослойных тонких пленках Co/Ni. Их результаты были опубликованы в журнале Nature Physics и открывают возможность для новой парадигмы в исследованиях скирмионики. Эти спиновые объекты можно обнаружить только в отдельной фазе, где добротность Q имеет значение около 1, которое определяется соотношением одноосной магнитной анизотропии и анизотропии магнитной формы.

Новый метод измерения дифракции атомов гелия с микроскопическим пространственным разрешением

Исследователи из Кембриджского университета и Университета Ньюкасла недавно представили новый метод измерения дифракции атомов гелия с микроскопическим пространственным разрешением. Этот метод, изложенный в статье в журнале Physical Review Letters, позволяет физикам изучать электроночувствительные материалы и лучше понимать их морфологию с помощью микродифракции гелия. В экспериментах был использован сканирующий гелиевый микроскоп, в котором для коллимации пучка гелия используется точечное отверстие. С помощью этого микроскопа и тщательно разработанной стратегии удалось получить дифракционные картины с небольшой области (около 10 мкм) образца, несмотря на использование фиксированного детектора.

Физико-математическая модель помогла описать процесс синтеза нанокристаллов германия

Ученые сформулировали физико-математическую модель и с ее помощью показали, что будет происходить с германиевым электродом при генерации дугового разряда. Оказалось, что германиевый электрод будет достаточно сильно нагреваться и испаряться. В результате испаренные частицы германия начнут попадать в холодные области камеры, конденсироваться и кристаллизоваться. Используя этот процесс, можно получить германиевые наноструктуры — экологически безопасные аналоги современных полупроводников. Результаты исследования опубликованы в журнале High Energy Chemistry.

Сильные переходные магнитные поля, индуцированные ТГц-управляемыми плазмонами в графеновых дисках

Физики из Университета Дуйсбург-Эссен и их партнеры обнаружили, что крошечные листы графена могут становиться электромагнитами под действием инфракрасного излучения. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Образец невидим для человеческого глаза: на поверхности размером 2х2 миллиметра расположены крошечные диски, каждый диаметром 1,2 микрометра, что составляет одну сотую ширины человеческого волоса. Они состоят из двух слоев графена — которые лежат друг на друге как блины. Их электроны свободно движутся в материале и могут подвергаться воздействию электромагнитных полей. Учёные использовали терагерцовое (ТГц) излучение с круговой поляризацией в инфракрасном диапазоне для возбуждения электронов. В ходе эксперимента генерировались магнитные поля величиной 0,5 Тесла; это примерно в 10 000 раз превышает магнитное поле Земли.

Найден ответ на 400-летнюю загадку, почему при взрыве гремящее золото производит фиолетовый дым

Ученые из Бристольского университета выяснили, почему гремящее золото — первое известное в мире взрывчатое вещество — производит фиолетовый дым при детонации, решив 400-летнюю загадку. Было обнаружено, что дым содержал сферические наночастицы золота. Эксперимент заключался в создании гремящего золота, а затем взрывания 5 мг образцов на алюминиевой фольге путем её нагревания. Учёные улавливали дым с помощью медных сеток, а затем анализировали образец дыма под просвечивающим электронным микроскопом. Статья «Взрывная хризопея» доступна на сервере препринтов arXiv.

Успешно разработан первый в мире сверхпроводящий широкополосный детектор фотонов

Исследователи из Национального института информационных и коммуникационных технологий изобрели новую структуру сверхпроводящего полоскового фотонного детектора, которая обеспечивает высокоэффективное обнаружение фотонов даже с широкой полоской, и преуспели в разработке первого в мире сверхпроводящего широкополосного детектора фотонов (SWSPD). Ширина полосы детектора более чем в 200 раз шире, чем у обычных сверхпроводниковых нанополосковых детекторов фотонов (SNSPD). Эта технология может помочь решить проблемы низкой производительности и поляризационной зависимости, существующие в обычных SNSPD. Ожидается, что новый SWSPD будет применяться в различных передовых технологиях, таких как квантовая информационная связь и квантовые компьютеры, что позволит на ранней стадии социального внедрения этих передовых технологий. Работа опубликована в журнале Optica Quantum.

Измерение механических напряжений и деформаций в электродах суперконденсаторов на основе графена

Исследователи Техасского университета A&M обнаружили, что при зарядке суперконденсатора он накапливает энергию и реагирует растяжением и расширением. Это открытие можно использовать для разработки новых материалов для гибкой электроники или других устройств, которые должны быть одновременно прочными и эффективно хранить энергию. Исследование направлено на разработку устройств хранения энергии, которые смогут выдерживать структурные нагрузки и в конечном итоге заменить пластики, армированные углеродным волокном, которые действуют как структурные панели в самолетах, тем самым повышая энергоэффективность.