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ナノスケールでの凍結:詳細

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ナノスケールでは、水はさまざまな方法で凍結しますが、すべてが完全に理解されているわけではありません。 他の利点の中でも、これらのプロセスをより適切に処理することは、天気予報の大幅な改善を意味する可能性があります。 出典:https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=57413.php

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オレゴンの科学者は、メタマテリアルの音波を正確に制御するメカニズムを作成します。理論的モデリングは、ドラムのような膜を組み込んだ設計者の材料が、音のパルスの正確な停止と反転を可能にすることを示しています

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要約:
オレゴン大学の物理学者は、メタマテリアルと呼ばれる合成複合構造で、音を操作する新しい方法を開発しました。音を停止、反転、保存、さらには後で使用することもできます。

オレゴンの科学者は、メタマテリアルの音波を正確に制御するメカニズムを作成します。理論的モデリングは、ドラムのような膜を組み込んだ設計者の材料が、音のパルスの正確な停止と反転を可能にすることを示しています


オレゴン州ユージーン| 16年2021月XNUMX日に投稿

この発見は、提案された設計の構成要素として機能する薄い弾性プレートの機械的振動の理論的および計算的分析を使用して行われました。 物理学者のPragalvKarkiとJaysonPauloseも、同じ信号操作能力を示すばねと質量で構成される、より単純な最小モデルを開発しました。

「メタマテリアルを介した音波の伝達を誘導または遮断できるメカニズムはたくさんありますが、私たちの設計は、音波パルスを動的に停止および反転させる最初の設計です」と、UOの物理学部のポスドク研究員であるKarkiは述べています。と基礎科学研究所。

曲げ剛性と全体的な張力(薄板の音の伝達を支配するXNUMXつの物理的パラメータ)の間の相互作用は、それらの信号操作メカニズムの中心にあります。 曲げ剛性は材料特性ですが、グローバル張力はシステム内で外部から制御可能なパラメータです。

物理学の助教授であり、基礎科学研究所のメンバーであるKarkiとPauloseは、29月XNUMX日にオンラインで公開されたジャーナルPhysical Review Appliedの論文で、動的分散チューニングと呼ばれる新しいメカニズムについて説明しました。

「池に石を投げると、波紋が見えます」とカルキは言いました。 「しかし、石を投げて、波紋が外側に伝播するのを見る代わりに、衝突点で水の変位が上下するのを見るとどうなるでしょうか。 それは私たちのシステムで起こっていることと似ています。」

人工的に作られたメタマテリアルの音、光、その他の波を操作する能力は、活発な研究分野であるとKarki氏は述べています。

従来の材料では不可能な負の屈折率などの特性を示す光学またはフォトニックメタマテリアルは、当初、不可視の隠れ蓑やスーパーレンズを作成するために使用できる方法で光を制御するために開発されました。

それらの使用は、航空宇宙および防衛、家庭用電化製品、医療機器、環境発電などのさまざまなアプリケーションで検討されています。

音響メタマテリアルは通常、静的であり、一度生成されると変更できず、それらの特性を動的に調整することは継続的な課題であるとKarki氏は述べています。 他の研究グループは、折り紙に着想を得たデザインから磁気スイッチングに至るまで、音響伝達を調整するためのいくつかの戦略を提案しています。

「私たちの場合、調整可能性は、ドラムのような膜の張力をリアルタイムで変更する機能に由来します」とKarki氏は述べています。

KarkiとPauloseは、物理学者BenjamínAlemánのUOラボでの研究からさらにインスピレーションを得たと述べています。 2019年のNatureCommunicationsで、Alemánのグループは、高速および高温で光の色を検出できるドラムのような膜であるグラフェンナノメカニカルボロメータを発表しました。 このアプローチは、世界的な緊張の変化を利用しています。

新しい論文のメカニズムは理論的に特定されており、実験室での実験で証明する必要がありますが、Karki氏はこのアプローチが機能すると確信しています。

「私たちの動的分散チューニングのメカニズムは、音響波、光波、電磁波のどれを使用しているかには依存しません」とKarki氏は述べています。 「これにより、フォトニックおよび電子システムでも信号を操作できる可能性が広がります。」

可能性には、改善された音響信号処理と計算が含まれると彼は言いました。 アレマンの研究室で開発されたものなど、グラフェンに基づいて音響メタマテリアルを設計すると、波動ベースのコンピューティング、マイクロメカニカルトランジスタとロジックデバイス、導波管、超高感度センサーなどのさまざまな用途につながる可能性があります。

「私たちの設計は、グラフェンを使用してマイクロスケールで構築でき、ドラムのような膜シートを使用して大規模に構築できます」とKarki氏は述べています。 「ドラムのチェーンを叩いて、一方向に動く特定の音のパターンを作成しますが、ドラムの張力を調整することで、音を止めて将来の使用のために保存することができます。 逆にしたり、他のパターンに操作したりすることができます。」

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コンタクト:
ジム・バーロウ
541-346-3481

@uoregon

Copyright©理論的モデリングは、ドラムのような膜を組み込んだデザイナー材料が正確な

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新しい技術が超低損失の集積フォトニック回路を構築

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メートル長のスパイラル導波路を備えた集積窒化ケイ素フォトニックチップ。 クレジットJijunHe、Junqiu Liu(EPFL)
メートル長のスパイラル導波路を備えた集積窒化ケイ素フォトニックチップ。 クレジット
Jijun He、Junqiu Liu(EPFL)

要約:
情報を光にエンコードし、光ファイバーを介して送信することは、光通信の中核です。 0.2 dB / kmという信じられないほど低い損失で、シリカから作られた光ファイバーは、今日のグローバルな通信ネットワークと私たちの情報社会の基礎を築きました。

新しい技術が超低損失の集積フォトニック回路を構築


ローザンヌ、スイス| 16年2021月XNUMX日に投稿

このような超低光損失は、オンチップ導波路を使用した光信号の合成、処理、および検出を可能にする集積フォトニクスにも同様に不可欠です。 今日、多くの革新的な技術は、半導体レーザー、変調器、光検出器などの統合フォトニクスに基づいており、データセンター、通信、センシング、コンピューティングで広く使用されています。

集積フォトニックチップは通常、豊富で優れた光学特性を備えたシリコンから作られています。 しかし、シリコンは統合フォトニクスに必要なすべてを実行できるわけではないため、新しい材料プラットフォームが登場しました。 これらの3つは窒化ケイ素(Si4NXNUMX)であり、その非常に低い光損失(シリコンよりも桁違いに低い)により、狭線幅レーザー、フォトニックなど、低損失が重要なアプリケーションに最適な材料となっています。遅延線、および非線形フォトニクス。

現在、EPFLの基礎科学部のTobias J. Kippenberg教授のグループの科学者は、記録的な低光損失と小さなフットプリントを備えた窒化ケイ素集積フォトニック回路を構築するための新しい技術を開発しました。 作品はネイチャーコミュニケーションズに掲載されています。

ナノファブリケーションと材料科学を組み合わせたこの技術は、EPFLで開発されたフォトニックダマシンプロセスに基づいています。 このプロセスを使用して、チームはわずか1 dB / mの光損失の集積回路を作成しました。これは、非線形集積フォトニック材料の記録値です。 このような低損失により、コヒーレント光トランシーバー、低ノイズマイクロ波シンセサイザー、LiDAR、ニューロモーフィックコンピューティング、さらには光原子時計などのアプリケーションで使用されるチップスケールの光周波数コム(「マイクロコム」)を構築するための電力バジェットが大幅に削減されます。 チームは新しい技術を使用して、5×5mm2チップ上のメートル長の導波管と高品質係数の微小共振器を開発しました。 彼らはまた、工業生産へのスケールアップに不可欠な高い製造収率を報告しています。

「これらのチップデバイスは、パラメトリック光増幅器、狭線幅レーザー、チップスケール周波数コムにすでに使用されています」と、EPFLのMicroNanoTechnology(CMi)センターで製造を主導したJunqiuLiu博士は述べています。 「また、コヒーレントLiDAR、フォトニックニューラルネットワーク、量子コンピューティングなどの新しいアプリケーションに当社のテクノロジーが使用されることを楽しみにしています。」

####

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Nik Papageorgiou

@EPFL_en

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チップ技術

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光コンピューティング/フォトニックコンピューティング

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ナノエレクトロニクス

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フォトニクス/光学/レーザー

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CEA-Letiは、統合光フェーズドアレイ(OPA)に基づくLiDARシステムの広範な使用を想定しています。ソリッドステートビームステアリングを備えたOPAは、LiDARシステムのコストとサイズを削減し、パフォーマンスを向上させることができます。 Photonics West2021で報告された結果 3月9日、2021

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スピン技術のための新しいナノスケールデバイス:スピン波は次世代のコンピューター技術のロックを解除する可能性があり、新しいコンポーネントにより物理学者はそれらを制御できます

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ファブリペロー共振器のスピン波のイメージングに使用される光磁気顕微鏡クレジットマットアリンソン、アールト大学
ファブリペロー共振器のスピン波のイメージングに使用される光磁気顕微鏡クレジット
アールト大学マット・アリンソン

要約:
アールト大学の研究者は、スピントロニクス用の新しいデバイスを開発しました。 結果はジャーナルNatureCommunicationsに掲載されており、スピントロニクスを使用して、小型で強力なデータ処理および通信技術用のコンピューターチップとデバイスを作成するという目標に向けた一歩を示しています。

スピン技術のための新しいナノスケールデバイス:スピン波は次世代のコンピューター技術のロックを解除する可能性があり、新しいコンポーネントにより物理学者はそれらを制御できます


アールト、フィンランド| 16年2021月XNUMX日に投稿

従来の電子機器は、電荷を使用して、日常のテクノロジーのほとんどに電力を供給する計算を実行します。 ただし、電荷が移動すると熱が発生するため、エンジニアは電子機器に計算を高速化させることができず、過熱する前にチップを小さく高速にすることができる限界に達しています。 電子機器を小さくすることはできないため、コンピューターが過去7年間と同じ速度でより強力で安価になることができないのではないかという懸念があります。 これがスピントロニクスの出番です。

「スピン」は、「電荷」と同じように、電子のような粒子の性質です。 研究者は、スピンを使用して計算を実行することに興奮しています。これは、現在のコンピューターチップの加熱の問題を回避するためです。 「スピン波を使用する場合、それはスピンの伝達であり、電荷を動かさないので、加熱を引き起こしません」と、論文を書いたグループを率いるSebastiaan vanDijken教授は言います。

ナノスケール磁性材料

チームが作成したデバイスは、厳密に制御された波長の光線を作成するための光学分野でよく知られているツールであるファブリペロー共振器です。 この研究で研究者によって作成されたスピン波バージョンにより、研究者は、直径がわずか数百ナノメートルのデバイスでスピン波を制御およびフィルタリングすることができます。

デバイスは、エキゾチックな磁気特性を持つ非常に薄い材料の層を互いに挟むことによって作られました。 これにより、材料内のスピン波が目的の周波数でない場合にトラップされてキャンセルされるデバイスが作成されました。 「コンセプトは新しいですが、実装は簡単です」と、この論文の最初の著者であるHuajun Qin博士は説明します。「秘訣は、ここアールトにある高品質の材料を作ることです。 これらのデバイスを作るのは難しいことではないという事実は、私たちが新しいエキサイティングな仕事をする機会がたくさんあることを意味します。

ワイヤレスデータ処理とアナログコンピューティング

電子機器の高速化に関する問題は、過熱だけでなく、無線信号をより高い周波数から電子回路が管理できる周波数に変換する必要があるため、無線伝送に問題を引き起こします。 この変換はプロセスを遅くし、エネルギーを必要とします。 スピン波チップは、携帯電話やWi-Fi信号で使用されるマイクロ波周波数で動作できるため、将来的にはさらに高速で信頼性の高い無線通信技術で使用される可能性が高くなります。

さらに、スピン波を使用して、特定のタスクでの電子計算よりも高速な方法で計算を行うことができます。「電子計算は「ブール」またはバイナリロジックを使用して計算を行います」とヴァンディケン教授は説明します。波の振幅で、よりアナログスタイルのコンピューティングを可能にします。 これは、画像処理やパターン認識などの特定のタスクに非常に役立つ可能性があることを意味します。 私たちのシステムの素晴らしいところは、そのサイズ構造が既存のテクノロジーに簡単に統合できることを意味することです。

チームがスピン波をフィルタリングおよび制御するための共振器を持っているので、次のステップはそれらのための完全な回路を作ることです。 「磁気回路を構築するには、電子マイクロチップで電気チャネルを伝導するのと同じように、スピン波を機能コンポーネントに向けて誘導できる必要があります。 スピン波を操縦するために同様の構造を作ることを検討しています」とQin博士は説明します。

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Sebastiaan vanDijken教授
Eメール:
電話:+ 358-50-3160969
ウェブサイト: http://physics.aalto.fi/groups/nanospin/
HuajunQin博士
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澤田英隆博士
澤田英隆博士

要約:
JEOL USAは、今年XNUMX月にマサチューセッツ州ピーボディのオフィスに新しいマネージングディレクターの澤田英隆博士を迎えました。 澤田博士は、収差補正電子顕微鏡の世界的に有名な専門家です。 最近では、日本電子昭島市の電子顕微鏡ビジネスユニットの技術開発グループのゼネラルマネージャーを務めていました。

JEOLUSAが澤田秀隆新常務取締役を迎える


マサチューセッツ州ピーボディ| 19年2021月XNUMX日に投稿

澤田博士の専門知識には、オックスフォード大学、リーハイ大学、オークリッジ国立研究所向けの収差補正(Cs)透過型電子顕微鏡の開発と設置、カリフォルニア大学アーバイン校のGRANDARMが含まれます。 澤田博士は東京大学で博士号を取得しました。

彼は、オックスフォード大学でのTEM開発を、Angus Kirkland教授と、JEOLUKオフィスのメンバーとしてヨーロッパ中のJEOLの顧客とともにサポートしました。 KirklandとSawadaは、機器の開発とさまざまな材料特性問題でのそれらの使用に関するいくつかの論文を一緒に発表しています。

「オックスフォードでのオックスフォード-JEOLプロジェクトから、ハーウェルの国立センターでのGRAND ARMまで、彼がXNUMX年間過ごしたプロジェクトから始まり、最近では楽器の開発に携わったことは、彼と一緒に仕事をすることを非常に嬉しく思います。ロザリンドフランクリン研究所のために。 澤田博士は大切な同僚であり友人でもあります。JEOLUSAでの彼の新しい役割が成功することを願っています」とカークランド教授は語った。

澤田博士は、日本電子に入社して以来、情報技術、事業計画、財務の分野でいくつかの重要な役職を歴任した矢口勝氏の後任です。 JEOL USAのロバート・ポホレネック社長は、次のように述べています。「矢口勝の影響は私たちにとって非常に貴重であり、今後もJEOLUSAに影響を与え続けるでしょう。 澤田秀が私たちのJEOLUSAオフィスに歓迎し、彼が私たちの顕微鏡コミュニティにとって素晴らしいリソースになることを知っています。」

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コンタクト:
パメラマンスフィールド| マーケティング・コミュニケーション

JEOL USA

11ディアボーンロード| マサチューセッツ州ピーボディ01930

978-536-2309

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出典:http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56654

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