В университете ИТМО было разработано новое семейство металл-органических кристаллов, которые способны самостоятельно трансформироваться из трехмерных в двумерные структуры. Эти материалы могут быть использованы в мемристорах и технологии ReRAM, что является значительным шагом вперёд в сфере записи и хранения данных.
Кристаллы создаются методом растворной химии, что исключает необходимость дорогостоящей литографии, снижающей себестоимость производства. Полученные кристаллы обладают толщиной всего четыре нанометра, и их усовершенствованные электронные свойства делают их многообещающими для применения в устройствах памяти и технологиях искусственного интеллекта.
Исследование финансировалось в рамках программы «Приоритет 2030» и Российского научного фонда, и его результаты опубликованы в журнале Advanced Science. В современном мире цифровых технологий стремительно растет потребность в более эффективных и компактных электронных устройствах, которые могли бы вместить больше информации.
Одним из решений данной проблемы является использование новых структур и активных двумерных материалов, таких как металл-органические каркасы (МОК). Эти каркасы, состоящие из молекул, связанных металлами, обеспечивают прочность и благоприятные характеристики органических соединений. Это делает их одним из наиболее перспективных направлений в области создания компактных и эффективных электронных компонентов.
Металл-органические каркасы, обладающие способностью менять проводимость под воздействием внешнего электрического поля, являются ключевыми в области наноэлектроники. Однако их трехмерная структура затрудняет масштабирование для создания эффективных устройств.
В университете ИТМО разработали новый метод, позволяющий преобразовывать эти трехмерные структуры в двухмерные, что значительно упрощает интеграцию в существующие технологии. Исследования показали, что при синтезе с использованием определенных органических соединений (лигандов) трехмерные кристаллы могут самопроизвольно разрушаться, переходя в более перспективные двухмерные структуры.
Эти 2D-формы демонстрируют улучшенные электронные свойства, что открывает новые горизонты для применения в наноэлектронике.
Процесс начинается с синтеза объемных кристаллов, для чего смесь 1,2-бипиридилэтилена, 2,6-нафталендикарбоксилата и нитрата цинка нагревают в течение 48 часов. В результате этого варева формируются нужные трехмерные кристаллы, которые затем сушат на воздухе.
Сушение приводит к разрушению координационных связей между слоями, что в свою очередь инициирует их трансформацию в двухмерные структуры. На заключительном этапе ученые используют специальную клейкую ленту для отделения слоев от 2D-кристаллов, что позволяет работать с ними по отдельности. В одном объемном кристалле может содержаться до десяти слоев, поэтому после обработки одного 3D-кристалла можно получить сразу несколько двухмерных.
Недавние исследования продемонстрировали уникальную способность структур самопроизвольно разрушаться, что облегчает и удешевляет производство новых кристаллов. Разработанный метод позволяет создавать 2D-кристаллы с параметрами, подходящими для масштабного производства. Эти кристаллы имеют толщину до четырех нанометров, могут сохранять данные более двух часов и выдерживают более 100 циклов переключения между состояниями низкой и высокой проводимости с соотношением сигнал/шум до 1400 единиц.
Ключевым аспектом является возможность использования таких кристаллов в создании мемристоров, которые отличаются высоким уровнем энергоэффективности и независимостью от источников питания. Мемристоры предлагают преимущества адресного обращения к конкретным ячейкам памяти, что является недостатком традиционных технологий. Производственный процесс этих кристаллов не требует сложных и дорогостоящих литографических технологий, что делает его более доступным.
Кроме того, мемристоры открывают новые перспективы в микрооптике и в разработке элементов памяти для компьютеров, способных работать с более сложными моделями искусственного интеллекта. Эти кристаллы могут имитировать работу нейронов головного мозга, функционируя по нейроморфным принципам. Исследование было выполнено в рамках гранта «2D металл-органические каркасы: альтернативный кремний для микроэлектроники», который входит в программу «Приоритет 2030».
В исследовательском проекте, который объединяет ученых из ИТМО и международные организации, участвуют специалисты Харбинского университета, KAUST, Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН, государственного Санкт-Петербургского института и Universite de Lorraine.
Университет ИТМО в Санкт-Петербурге является ведущим исследовательским вузом России в области информационных и фотонных технологий, а также известен выпускниками, достигшими успехов на международных соревнованиях по программированию, таких как «ICPC», «Google Code Jam» и многие другие. Основные направления работы университета включают IT, фотонику, робототехнику, квантовые коммуникации, трансляционную медицину и урбанистику.
Новая статья, написанная учеными из Высшей школы экономики и Института географии РАН, исследует, насколько современные российские города соответствуют концепции «15-минутного города», основанной на доступности различных учреждений. Исследование анализирует возможность жителей достигать школ, больниц, театров и других необходимых объектов в пределах 15 минут пешком или на велосипеде. Это касается морфологии городов, где сочетаются историческая архитектура, советское наследие и сооружения новой экономики.
Одной из ключевых задач нефтегазовой отрасли России является повышение эффективности добычи углеводородов. С учётом истощения крупных месторождений и увеличения доли трудноизвлекаемых запасов, важно проанализировать факторы, влияющие на уровень извлечения ресурсов из недр. Существующие методы оценки эффективности добычи недостаточно точны из-за субъективных параметров, что вызывает необходимость в разработке более точных подходов. В этом контексте ученые из Пермского Политеха предложили новаторский метод оценки, который поможет выявить оптимальные условия для извлечения нефти.
Кроме того, российские исследователи совершили прорыв в области создания новых материалов. Работая совместно с Международным физическим центром Доностии (DIPC), они разработали уникальный гибридный материал на основе бислоя висмута и MnBi₂Te₄, демонстрирующий выдающиеся электронные и магнитные свойства.
Также стоит отметить, что российские города переживают своеобразную эволюцию, объединяющую элементы исторической застройки, советского наследия и современных зданий. Исследователи из ВШЭ и Института географии РАН изучили, насколько эти города соответствуют концепции «15-минутного города», которая предполагает, что жители могут легко и быстро добираться до основных социальных объектов, таких как школы и больницы, за 15 минут пешком или на велосипеде.
Перед тем как современные животные стали обживать Землю, ее населяли необычные существа, которых называют «черновиками Бога». Эти таинственные организмы существовали в эдиакарском периоде и были совершенно не похожи на своих потомков. Недавнее исследование привлекло внимание к 211 окаменелостям двусторонне-симметричной Parvancorina minchami, обнаруженных на побережье Белого моря. Ученые смогли воссоздать не только процесс роста и развития данной особенности, но и проанализировать продолжительность ее жизни.
Параллельно в другом исследовании, проведенном учеными, был осуществлен подробный анализ геномов, показывающий, что современные люди, виды Homo sapiens, возникли в результате сложного смешения двух древних популяций. Эти группы разделились около полутора миллиона лет назад, но позже воссоединились, что сыграло важную роль в их расселении по всей планете.
С другой стороны, на уровне эмоций, исследования показали, что после разрыва отношений люди долго продолжают чувствовать привязанность к бывшим партнерам. Особенно это наблюдается, если расставание инициировала другая сторона и если связь длилась несколько лет. Для многих становится настоящим вызовом полностью покончить с прошлыми чувствами. Психологические исследования, проведенные в Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне, направлены на анализ продолжительности этого эмоционального разрыва и выяснение, как именно формируются привязанности к экс-партнерам.
Интересно и то, что в восприятии визуальной информации играют роль двойственные изображения. Они позволяют зрителю различать несколько объектов в зависимости от акцента на определенных деталях. Примером могут служить известные иллюзии, такие как «кролик-утка» или ваза Рубина. Научные эксперименты, проведенные двумя психологами из Великобритании, проверяли, есть ли связь между тем, как именно человек воспринимает такие образы и его личностными чертами или способами мышления.
Таким образом, исследования, как в области эволюции видов, так и в психологии отношений, открывают новые горизонты для понимания как прошедшего, так и современного состояния человека.
