Military Review

Las heteroestructuras bidimensionales crearán una nueva generación de radares

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En la sección "Charla sobre ciencia", "Revisión militar" propone discutir el tema de la creación de nuevos materiales, muchos de los cuales permiten, si no hacer una revolución tecnológica, dar un paso importante en el campo de la ciencia de los materiales y su aplicación práctica.




Una de las áreas desarrolladas por los científicos modernos es la creación de nanoestructuras conductoras que tienen un conjunto único de capacidades. Estos, por ejemplo, son heteromateriales flexibles y transparentes (translúcidos), que tienen, de hecho, un rendimiento bidimensional (2D). Por heteromateriales (heteroestructuras) nos referimos a estructuras que consisten en conjuntos moleculares (atómicos) de varias sustancias.

Una de las opciones para tales heteroestructuras es la combinación de grafeno y borofeno. Se entiende que borofeno significa un cristal bidimensional que consiste exclusivamente en átomos de boro (obtenido por primera vez hace aproximadamente 4 años). El grafeno es una estructura de carbono bidimensional cuyo grosor es un átomo 1.

La combinación de "grafeno-borofeno" cuando se usa en microelectrónica puede conducir a una nueva etapa en su desarrollo. La razón es que los diseños 2D pueden reducir significativamente el tamaño de los transistores dentro de los circuitos eléctricos utilizados en una amplia variedad de dispositivos electrónicos. Al mismo tiempo, el concepto mismo del funcionamiento de dicho circuito cambia un poco, lo que, por ejemplo, permite un orden de magnitud para reducir el consumo de energía del dispositivo.

Las estructuras se crean en un sustrato especial, donde primero se cultiva una capa de grafeno a alta temperatura, luego se deposita el boro. Como resultado, los materiales se cosen literalmente, formando una película ultrafina.

Después del estudio, los científicos descubrieron que no hay problemas para la transición electrónica a través de una estructura tan delgada.

Los circuitos integrados basados ​​en nanomateriales heteroestructurados permiten que el dispositivo funcione en condiciones extremas, incluidas las condiciones asociadas con temperaturas extremadamente bajas y muy altas. A este respecto, se está considerando la posibilidad de utilizar dichos materiales en las industrias espacial y militar, incluida la creación de estaciones de radar de nueva generación. La heteroestructura hace posible aumentar la sensibilidad de los dispositivos receptores y hacerlos más pequeños al tiempo que reduce el consumo de energía.
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39 comentarios
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  1. Andrei de Chelyabinsk
    Andrei de Chelyabinsk 14 de octubre 2019 09: 59
    + 18
    Heteroestructura bidimensional: ¿silueta femenina, túneles? :)
    No, no hay grafeno para entender :)
    1. nPuBaTuP
      nPuBaTuP 14 de octubre 2019 10: 05
      +2
      Las garrafas necesitan más para descubrir
    2. Zhan
      Zhan 14 de octubre 2019 10: 10
      0

      No, no hay grafeno para entender :)

      ¿Pero qué, una solución muy racional, la pregunta, qué tipo de merienda? lol
      1. novela66
        novela66 14 de octubre 2019 10: 19
        +1
        clásico: bacon-papa
    3. novela66
      novela66 14 de octubre 2019 10: 18
      +1
      hetero - algo femenino es fuerte, pero las sorpresas son posibles ... y no se puede descartar el grafeno
    4. twviewer
      twviewer 14 de octubre 2019 12: 11
      +2
      Cita: Andrey de Chelyabinsk
      No, no hay grafeno para entender :)

      no hay nada que entender, el grosor mínimo ya no se puede compactar, por lo tanto, para aumentar la cantidad de "transistores" (es decir, para aumentar el rendimiento y la funcionalidad de los microcircuitos), debe aumentar la cantidad de capas, superponiendo una encima de la otra, es decir, use el volumen
      ese es el punto central de las palabras de Alferov :) en mi presentación gratuita
    5. El comentario ha sido eliminado.
  2. knn54
    knn54 14 de octubre 2019 10: 23
    0
    ¿Tales noticias, sí, el lunes e incluso por la mañana?
  3. Avior
    Avior 14 de octubre 2019 10: 25
    + 13
    Es difícil entender por qué el autor lo conectó al radar si las heteroestructuras se usan principalmente en optoelectrónica.
    Para el desarrollo de heteroestructuras de semiconductores para optoelectrónica de alta velocidad, Zhores Alferov y Herbert Kroemer, EE. UU., Recibieron el Premio Nobel en 2000.

    En 2010, Konstantin Novoselov y Andrei Geim recibieron el Premio Nobel de Física por sus descubrimientos en el campo de las propiedades del carbono monocapa.
    Las heteroestructuras se utilizan en la producción de células solares y LED, y el uso de una heterounión en lugar de una unión pn en sí misma tiene perspectivas.
    Pero el artículo crea la ilusión de que esto es algo específico del radar, y no la dirección general de desarrollo de una de las ramas de la física, aunque todavía está muy lejos del radar específicamente ...
    1. Mrfox
      Mrfox 14 de octubre 2019 10: 35
      +2
      Se puede agregar que Andrei Geim, un físico soviético, dejó la URSS en 90
    2. Gato
      Gato 14 de octubre 2019 11: 19
      +2
      Cita: avior
      Es difícil entender por qué el autor lo adjuntó al radar

      Aparentemente, al autor le gusta cuando hay muchas palabras oscuras e inteligentes riendo
    3. lucul
      lucul 14 de octubre 2019 12: 02
      -1
      Es difícil entender por qué el autor lo conectó al radar si las heteroestructuras se usan principalmente en optoelectrónica.

      ROFAR, no? )))
      1. Good_Anonymous
        Good_Anonymous 14 de octubre 2019 12: 21
        -1
        ROFAR es, por supuesto, 10000 años de felicidad, pero el borofeno no es necesario para él. Además, no es adecuado para ningún propósito práctico.
  4. Basarev
    Basarev 14 de octubre 2019 10: 29
    -1
    Pero en realidad, todo se limitará nuevamente a los teléfonos inteligentes ultradelgados y caros.
    1. Good_Anonymous
      Good_Anonymous 14 de octubre 2019 12: 14
      +3
      Los teléfonos inteligentes ultra duraderos tienen diamantes. Y con "heteroestructuras bidimensionales" será barato.
  5. gridasov
    gridasov 14 de octubre 2019 10: 49
    +1
    La falta de conocimiento en el campo de las matemáticas puras, es decir, la posibilidad de construir sistemas con una dimensión ilimitada del número de participantes del sistema conjugado, es decir, las funciones de un valor constante de un número, no nos permite cambiar de binario a multidimensional. Continuamos utilizando transistores con posicionamiento de código binario y tenemos que hablar sobre la eficiencia energética de la operación de los sistemas NC. Al mismo tiempo, ahora son posibles los transistores multipolares con transformación directa del código en un pulso magnético electrónico, así como los principios de construcción de estructuras multidimensionales para microelectrónica, así como para sistemas de energía a gran escala.
    1. Aficionado
      Aficionado 14 de octubre 2019 13: 38
      0
      conocimiento en el campo de las matemáticas puras, a saber, la posibilidad de construir sistemas con una dimensión ilimitada del número de participantes conjugados en sistemas

      ¿Y las matemáticas fractales y el análisis fractal?
    2. Avior
      Avior 14 de octubre 2019 19: 37
      +1
      Sobre nuestro bot envuelto.
      Nadie tiene un bot como el que tenemos en el sitio
      Solo aqui
      a saber, funciones de un valor constante de un número

      O una función o una constante ...
  6. gridasov
    gridasov 14 de octubre 2019 10: 56
    +1
    Vale la pena señalar que las heteroestructuras bidimensionales no permiten un aumento en la densidad de energía, por así decirlo en términos generales, para esto, solo las estructuras multidimensionales con la formación de dominantes en todas las direcciones del movimiento de los procesos de fuerza magnética no se ven afectadas.
  7. evgen1221
    evgen1221 14 de octubre 2019 11: 20
    +3
    Bueno, en un ciudadano, saldrá con inteligencia flexible y delgada, además de procesadores de PC. Bueno, el consumo de energía en el signo menos es solo una ventaja, la pregunta es el precio y el tiempo.
    1. Elefante
      Elefante 14 de octubre 2019 12: 08
      +1
      Y otra pregunta: ¿quién tendrá todos estos nuevos productos antes?
  8. lucul
    lucul 14 de octubre 2019 12: 05
    +2
    Bueno, al menos uno de los artículos científicos, durante mucho tiempo, sobre VO.
    Y me gustaría al menos uno por mes.
  9. Shahno
    Shahno 14 de octubre 2019 12: 20
    +2
    Cita: lucul
    Bueno, al menos uno de los artículos científicos, durante mucho tiempo, sobre VO.
    Y me gustaría al menos uno por mes.

    Parece que ya ha habido varios de ellos aquí en un mes.
    Al igual que para mí, la calidad de la entrega es pobre ...
  10. Undecim
    Undecim 14 de octubre 2019 13: 04
    +1
    No hay peor situación cuando una persona que no comprende por completo lo que escribe es llevada a escribir sobre cualquier problema.
    En este caso, resulta un hash fantástico de términos técnicos, lejos de la realidad.
    Por qué el autor decidió que las heteroestructuras permitirán crear algún tipo de radar de supernova, solo él lo sabe.
    Ahora sobre el rendimiento bidimensional, que el autor designó 2D. Para la información del autor, esto no se aplica a las heteroestructuras en absoluto, porque para cualquier grosor mínimo, incluso de estructuras con heterouniones, será tridimensional. El espacio bidimensional es un plano.
    La heteroestructura bidimensional se llama porque las partículas del gas de electrones (aumento de la concentración de portadores) que surgen en la heterounión pueden moverse libremente en solo dos direcciones, y en la tercera se colocan en el pozo de potencial de energía.
    Un pozo potencial es una región del espacio donde hay un mínimo local de la energía potencial de la partícula.
    Para no sufrir, quien esté interesado en la pregunta, puede leer el artículo de Zhores Alferov del anuario "Ciencia y Humanidad" de 1976 "Heterouniones en semiconductores y dispositivos basados ​​en ellos". O el artículo "Heteroestructura" en la enciclopedia física.
    No inserto el enlace, por alguna razón se eliminan los comentarios con enlaces. Puedo volcar en PM.
    1. gridasov
      gridasov 14 de octubre 2019 17: 18
      0
      Así es. Los procesos lineales en la organización de interacciones en cualquier nivel fractal deben desarrollarse en estructuras radiales. Esto no es tan simple: los cuerpos de Platón no dan una respuesta sobre cómo formar un algoritmo inextricable para el desarrollo de la dimensionalidad de las estructuras espaciales. Pero esto se puede resolver fácilmente si los procesos geométricos se transforman en equivalentes numéricos en función de un valor constante de un número. Entonces podemos ver cómo las estructuras espaciales están construidas matemáticamente para que no proporcione continuidad abstracta del espacio, sino algoritmáticamente numérica. Personalmente, no estoy en contra de las pruebas de Perelman. Pero estas pruebas de continuidad - "no cosen la cola de la yegua". Y, por supuesto, muchos comprenderán que todas las interacciones, y en consecuencia la energía de los procesos, se producen a través de interacciones de fuerza magnética, que pueden someterse a un análisis exacto de la estera.
  11. Shahno
    Shahno 14 de octubre 2019 13: 11
    +1
    Cita: Undecim
    No hay peor situación cuando una persona que no comprende por completo lo que escribe es llevada a escribir sobre cualquier problema.
    En este caso, resulta un hash fantástico de términos técnicos, lejos de la realidad.
    Por qué el autor decidió que las heteroestructuras permitirán crear algún tipo de radar de supernova, solo él lo sabe.
    Ahora sobre el rendimiento bidimensional, que el autor designó 2D. Para la información del autor, esto no se aplica a las heteroestructuras en absoluto, porque para cualquier grosor mínimo, incluso de estructuras con heterouniones, será tridimensional. El espacio bidimensional es un plano.
    La heteroestructura bidimensional se llama porque las partículas del gas de electrones (aumento de la concentración de portadores) que surgen en la heterounión pueden moverse libremente en solo dos direcciones, y en la tercera se colocan en el pozo de potencial de energía.
    Un pozo potencial es una región del espacio donde hay un mínimo local de la energía potencial de la partícula.
    Para no sufrir, quien esté interesado en la pregunta, puede leer el artículo de Zhores Alferov del anuario "Ciencia y Humanidad" de 1976 "Heterouniones en semiconductores y dispositivos basados ​​en ellos". O el artículo "Heteroestructura" en la enciclopedia física.
    No inserto el enlace, por alguna razón se eliminan los comentarios con enlaces. Puedo volcar en PM.

    Bueno, tómalo y escribe algo digno. Porque he intentado cinco veces dar a luz un artículo técnico. De ninguna manera, luego niños, luego trabajo. Solo de noche, ahora de alguna manera no hay fuerza ...
    De todos modos, esta es una sección científicamente informativa, y no un artículo en SCOPUS. La cosa es diferente.
    1. Undecim
      Undecim 14 de octubre 2019 14: 13
      0
      De todos modos, esta es una sección científicamente informativa, y no un artículo en SCOPUS. La cosa es diferente.
      ¿Crees que en la sección científica y educativa puedes escribir artículos analfabetos?
  12. Operador
    Operador 14 de octubre 2019 13: 34
    +7
    Las heteroestructuras bidimensionales no son más que el desarrollo de chips de procesador en la dirección de operar no con matrices de materiales semiconductores, sino con sus átomos individuales, en los que Intel está trabajando actualmente, por ejemplo. Esto permitirá reducir aún más el tamaño de los microcircuitos y aumentar su velocidad debido al multinúcleo. Esta decisión se relaciona con equipos informáticos para procesar una señal de radar, y no con radares per se.

    Solo la tecnología de conversión de fotones de radio a nivel de un microcircuito especializado de flujo de electrones en luz, y luego la conversión a nivel de luz AFAR en emisión de radio, es relevante para los radares prometedores.

    El truco del radar "fotónico" es que emite simultáneamente en un rango muy amplio de ondas de radio, de milímetro a metro sin prácticamente frecuencia portadora, lo que permite dar a la radiación al mismo tiempo un carácter absolutamente ruidoso y muy informativo: la parte del medidor del espectro le permite ignorar las tecnologías furtivas de los aviones , y la parte de decímetro / centímetro / milímetro del espectro le permite obtener una imagen casi en resolución de video (a una distancia apropiada, por supuesto).
    1. Good_Anonymous
      Good_Anonymous 14 de octubre 2019 14: 03
      +2
      Cita: Operador
      El chip de radar "fotón"


      Formalmente, todos los radares existentes son fotónicos. Un fotón, por definición, es un cuanto de radiación electromagnética.

      Cita: Operador
      Emite simultáneamente en una amplia gama de ondas de radio, de milímetro a metro.


      ... y también recibe una señal reflejada en el rango de milímetros a metros en el mismo PPM. Curiosamente, los radiofísicos dirían eso.
  13. Shahno
    Shahno 14 de octubre 2019 14: 05
    0
    Cita: Good_Anonymous
    Cita: Operador
    El chip de radar "fotón"


    Formalmente, todos los radares existentes son fotónicos. Un fotón, por definición, es un cuanto de radiación electromagnética.

    Cita: Operador
    Emite simultáneamente en una amplia gama de ondas de radio, de milímetro a metro.


    ... y también recibe una señal reflejada en el rango de milímetros a metros en el mismo PPM. Curiosamente, los radiofísicos dirían eso.

    Todos ananimus por sentido común están condenados.
    Ven a nosotros. Tenemos mucha locura ...
  14. Operador
    Operador 14 de octubre 2019 14: 17
    +9
    Cita: Good_Anonymous
    Formalmente, todos los radares existentes son fotónicos.
    ... lo que los radiofísicos dirían a eso

    Lo principal en tu comentario es "formal".

    En cuanto a las antenas de transmisión-recepción de banda ancha, hay suficiente información en Internet. Acerca del dispositivo de los módulos AFAR correspondientes con la conversión de la señal de radio en luz infantil aún no está disponible por razones obvias.
    1. Operador
      Operador 14 de octubre 2019 14: 44
      +9
      Especialmente para radio físicos:

      "Antena de banda ultraancha basada en estructuras fractales [de tendencia, sin embargo]"
      https://cyberleninka.ru/article/n/sverhshirokopolosnaya-antenna-na-osnove-fraktalnyh-struktur

      También hay una imagen que ilustra el principio del trabajo.
    2. Good_Anonymous
      Good_Anonymous 14 de octubre 2019 21: 19
      +3
      Cita: Operador

      Cita: Good_Anonymous
      Formalmente, todos los radares existentes son fotónicos.
      ... lo que los radiofísicos dirían a eso

      Lo principal en tu comentario es "formal".


      No. Lo principal en mi comentario es "todo existente".

      Cita: Operador

      Especialmente para radio físicos:


      Creo que los radiofísicos ya conocen el precio de las llamadas a ROFAR.

      Cita: Operador

      "Antena de banda ultraancha basada en estructuras fractales [de tendencia, sin embargo]"
      https://cyberleninka.ru/article/n/sverhshirokopolosnaya-antenna-na-osnove-fraktalnyh-struktur


      Se describe el enlace. sala de recepción Antena de 3.2GHz-10GHz, es decir, la diferencia entre los límites superior e inferior del rango es 3 veces. Hablaste de radiación en el rango de metros a milímetros, esta es la diferencia entre los límites superior e inferior en 3 órdenes de magnitud. Incluso los fractales se utilizan no como una "base de antena" sino como una herramienta de modelado. ¿Qué tenía que probar tu enlace?

      En nuestro Internet, dicen que ROFAR es en realidad un radar cuántico. Pero con el radar cuántico, al menos está claro que quieren lograr un salto en las características debido al enredo cuántico. En el caso de ROFAR, solo una mención de radio fotónica.
  15. Shahno
    Shahno 14 de octubre 2019 14: 22
    0
    Cita: Undecim
    De todos modos, esta es una sección científicamente informativa, y no un artículo en SCOPUS. La cosa es diferente.
    ¿Crees que en la sección científica y educativa puedes escribir artículos analfabetos?

    No lo creo seguro.
    Cita: Undecim
    De todos modos, esta es una sección científicamente informativa, y no un artículo en SCOPUS. La cosa es diferente.
    ¿Crees que en la sección científica y educativa puedes escribir artículos analfabetos?

    Creo que la traducción llevará tiempo. Lo cual realmente no ...
    Por otro lado, creo. Lo que necesita para reunirse y publicar artículos dignos en la sección científica.
  16. Operador
    Operador 14 de octubre 2019 14: 53
    +7
    Cita: Shahno
    Ven a nosotros Tenemos mucha locura

    Por primera vez escucho autocrítica de un residente de Israel, miembro de VO bueno
  17. Dzafdet
    Dzafdet 14 de octubre 2019 16: 36
    0
    ¿Entonces el nuestro de lado? ¿Y dónde obtener sobornos y bebidas desde aquí?
  18. Apasus
    Apasus 14 de octubre 2019 21: 52
    0
    Algo en torno a este grafeno tiene tantos charlatanes divorciados que es difícil distinguir la información real de la ficticia.
  19. Operador
    Operador 14 de octubre 2019 21: 54
    +9
    Cita: Good_Anonymous
    En el caso de ROFAR, solo la campaña sobre radio fotónica

    ¿Me importa este eslogan común? riendo

    Estás equivocado acerca de las capacidades del fractal: si lo deseas, en el cuadrado 1. cm, puede colocar una antena fractal de medio metro de largo, con un grosor de la línea conductora en 0,1 mm. Tal antena de media onda será suficiente para la recepción y transmisión de ondas de radio en el rango de un metro a un milímetro.
    Con la potencia de dicha antena en vatios 1, la potencia del conjunto de antenas en el área de 1 m2 será 10 kW.
  20. miguel3
    miguel3 15 de octubre 2019 17: 37
    0
    Todo esto es posible. Pero en Rusia ... esto nos interesa poco. Nuevos descubrimientos deberían conducir a inventos. Como tenemos capitalismo (es decir, cada uno por sí mismo), los inventos deberían enriquecer al inventor. En el campo de TI, el liderazgo de los EE. UU. Y China (con Taiwán) es innegable, porque sus científicos e ingenieros, que han enriquecido a la humanidad con nuevos descubrimientos e inventos, son multimillonarios. Sí, incluso los inventores de los lápices ...
    Para nuestras autoridades y nuestra élite, este estado de cosas es absolutamente, absolutamente, en principio imposible. Sin oportunidad, ni siquiera con fines de lucro, nuestra élite no permitirá que ingenieros y científicos reciban dinero razonable. Nunca !! ¡Esto nunca sucederá!
    Por lo tanto, nuestros inventores y descubridores de lo nuevo se enfrentan a la pregunta: dar un invento o descubrimiento gratis y si huir. Además, la primera opción aún ni siquiera garantiza la paz, porque el que robó el invento no se calma, suele matar al autor de todos modos. Esa es nuestra "élite".
    Cuando los presidentes estadounidenses vienen a celebrar la Oficina de Patentes de los Estados Unidos y hacen discursos allí donde los inventores son la base de la prosperidad de los Estados Unidos, escuchamos risas desde las ventanas del Kremlin. No nos importa lo que se descubrió allí. De todos modos, esto aparecerá con nosotros cuando nuestros elitistas roben o compren una patente estadounidense por una cantidad gigantesca ...
  21. Padre
    Padre 15 de octubre 2019 19: 35
    0
    Todavía no entiendo del artículo: ¿esta tecnología tiene análogos en Rusia?