Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Диаграмма состояния сплавов. Кривые - зависимости температур кристаллизации от взаимной концентрации компонент сплава.
Рисунок 2 - Диаграмма энтальпии сплава “BEANs” в зависимости от температуры для различных его фаз - аморфной,жидкой и кристаллической (Image courtesy of Daryl Chrzan)
Рисунок 3 - Команда ученых слева направо Joel Ager, Daryl Chrzan and Eugene Haller (Photo by Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab Public Affairs)

"NanoBEAN" на страже информации

Ключевые слова:  информация, эвтектика

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

21 сентября 2010

Фазовые переходы сплавов при изменении температуры можно использовать для создания устройств памяти. Ученые из Berkeley Lab и Калифорнийского университета работали над созданием эвтектического сплава. Это сплав металла и полупроводника, названного BEANs по первым буквам фразы на английском языке binary eutectic-alloy nanostructures (бинарные наноструктуры эвтектических сплавов).

В качестве источника фазового перехода может выступать электрический ток или луч лазера. Сплав переходит из кристаллического в аморфное состояние или обратно. В качестве компонент сплава используются германиевые наночастицы и кремнезем. Полученный сплав эвтектический – это мелкодисперсная смесь разнородных кристаллов, которые кристаллизуются при одинаковой постоянной температуре, наименьшей возможной для рассматриваемой системы. Рисунок 1 показывает общую диаграмму состояния сплавов и кривые охлаждения. Как видим, при температуре кристаллизации отмечается некоторая временная задержка, в течение которой происходит кристаллизация сплава.

Варьируя температуру сплава, скорости его охлаждения или нагрева, можно добиться переходов то из аморфного в кристаллическое, то из кристаллического в аморфное состояния. Как уже указывалось, в качестве источника изменения фазы сплава можно использовать лазерный луч или электрический ток. В аморфном состоянии предполагаются металлические свойства сплава. Условно аморфное состояние будем считать «нулем», а кристаллическое – «единицей». На рисунке 2 представлена диаграмма энтальпия-температура. Как известно, энтальпия - термодинамический потенциал, характеризующийсистему при посоянных давлении и энтропии. Если происходят какие-либо процессы передачи тепловойэнергии или ее отвода из системы, энтальпия изменяется.

В будущем ученые намерены более детально изучить возможности практического воплощения данного явления.




Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 21 сентября 2010 13:49 
В качестве источника фазового перехода может выступать электрический ток или луч лазера.- наверняка можно применить и импульсное фотонное облучение
А луч лазера и импульсное фотонное облучение - это разные вещи?
Палии Наталия Алексеевна, 21 сентября 2010 15:02 
Вообще-то говоря, да; лазерное облучение подразумевает когерентное излучение, а импульсное фотонное облучение (ИФО)- ( Flash-lamp annealing) - широковолновый диапазон.
Но аморфные металлические сплавы кристаллизуются под воздействием ИФО.
Gromolyot, 21 сентября 2010 22:37 
В структурах на основе таких материалов можно ожидать интересные акусто-электрические и акусто-оптические эффекты.
Клюев Павел Геннадиевич, 22 сентября 2010 09:00 
под импульсным фотонным излучением понимают
спектр фемтосекундного лазера?
Палии Наталия Алексеевна, 22 сентября 2010 12:00 
Нет, Павел Геннадьевич (замечу, что у фемтосекундного лазера варьируется продолжительность импульса, от десятков до сотен фc, но не длина волны - она постоянная, излучение когерентное). ИФО проводят, используя ксеноновые лампы, также варьируя продолжительность импульсов в пределах 0,1-0,01 секунд, но лампы дают спектр излучения с длиной волны от 0,2 до 1,2 мкм.
Палии Наталия Алексеевна, 22 сентября 2010 16:54 
Замечу еще, что эвтектические структуры (также как и мартенситные) иногда называют "старые нано*", поскольку открыты они были более 100 лет назад, назывались мелкодисперными (или ультрамелкодисперсными), но их свойства изучали и использовали на практике.
Клюев Павел Геннадиевич, 22 сентября 2010 19:35 
спасибо теперь понятно
Старый унылый ботан, 23 сентября 2010 19:16 
Павел,
химики обычно называют неметаллические сплавы твердыми растворами.
Кроме того, кремний и германий изоструктурны и образуют непрерывный ряд твердых растворов. http://www.c...Y/Ge-Si.jpg
Я совсем не понял, при чем здесь эвтектика?
--
Working with germanium tin nanoparticles embedded in silica as our initial BEANs
--

Нету там ни германия, ни кремния...
Палии Наталия Алексеевна, 23 сентября 2010 20:24 
В оригинальном английском тексте: "The germanium tin compound is a eutectic alloy..." - т.е. говорится о сплаве эвтектического состава германий-олово (в металловедении германий в таких случаях рассматривают как "полуметалл", также как и кремний).
Палии Наталия Алексеевна, 23 сентября 2010 20:32 
А полный текст статьи S. J. Shin, J. Guzman, C.-W. Yuan, Christopher Y. Liao, Cosima N. Boswell-Koller, P. R. Stone, O. D. Dubon, A. M. Minor, Masashi Watanabe, Jeffrey W. Beeman, K. M. Yu, J. W. Ager III, D. C. Chrzan,and
E. E. Haller "Embedded Binary Eutectic Alloy Nanostructures: A New Class of Phase Change Materials". здесь (в бесплатном доступе)
интересное обсуждение получалось
Клюев Павел Геннадиевич, 23 сентября 2010 23:29 
да ддействительно, прошу прощения за ошибку. идет речь о кремнеземе - диоксиде кремния, а не о самом кремнии..недочет.
Клюев Павел Геннадиевич, 23 сентября 2010 23:38 
а что насчет металлических сплавов, ведь такие тоже могут быть твердыми растворами, имея кристаллическую структуру, ведь так?
Клюев Павел Геннадиевич, 24 сентября 2010 00:19 
еще насчет эвтектики. как я понимаю, в общем случае, это та стадия, когда начинается одновременная кристаллизация двух компонент сплава (положим имеем дело с 2-компонентным). то есть, компонент2 уже начал кристаллизоваться, присутствует его жидкая фаза2, а также жидкая фаза1 компонента1- это не эвтектика. затем при температуре кристаллизации1 компонент1 пока не подключается к процессу кристаллизации из-за малой своей концентрации, все еще имеем жидкая фаза2, твердфаза2, жидкая фаза1. Наступает время ч, имеем только твердую фазу2 и начинается кристаллизация компонента1, присутствуют его жидк1 и тв1 фазы.это называется (?)эвтектическая фаза(?)
поправьте меня, что я тут напутал? а вот в статье, как я считаю, идет речь о начале одновременной кристаллизации двух компонент (фактически 4 фазы присутствуют), то бишь это и будет называться эвтектическим сплавом, если кристаллизация при заданном давлении и концентрации начнется одновременно, при этом на диаграмме этому будет соответствовать заветная точка Е?
Клюев Павел Геннадиевич, 24 сентября 2010 00:24 
извините за мою грубейшую как окказалось некомпетентность мы тренировались на материаловедении на диаграммах плавления стали,но как-то все подзабывается, если к этому часто не обращаться,,так что освежал свои знания на xumuk.ru, кое-что вспоминается
Клюев Павел Геннадиевич, 24 сентября 2010 00:32 
да, еще хотелось бы поинтересоваться у старших товарищей: как Вам удается столько всего помнить из университетского курса? не знаю, кто чем занимается, преподаватель в ВУЗе,или научный сотрудник в НИИ.. но ведь все равно, у каждого своя область, в которой он работает. В чем секрет: преподаватели в ВУЗах знали свое дело, в независимости, где находится институт в столице или далеко от нее, самоподготовка, или же просто активный интерес ко всем смежным областям знаний??!

P.S.На курсах по немецкому сказали, что для памяти хороша свекла. А Вы что посоветуете?
Коваленко Артём, 24 сентября 2010 01:24 
Павел,
1) знания проще запоминать, когда ты их
используешь (в научной работе);
2) пытаться всё запомнить - бесполезно; нужно
понять логику и хотя бы один раз из нее всё
самостоятельно вывести - второй раз будет уже
легче;
3) повторение - мать учения; лучший способ
повторения - преподавание;
4) эвтектика - мелкодисперсная смесь
нескольких фаз, плавление эвтектики
происходит по реакции A+B+С+...=L
Клюев Павел Геннадиевич, 24 сентября 2010 01:40 
все-таки хотелось бы услышать точку зрения старших товарищей,
несмотря на то что, надо делиться и студенческим опытом
но все же: как считает поколение наших родителей, в чем были преимущества старой советской системы образования, что потеряли и что еще можно вернуть обратно? согласны ли, что современные преподаватели ооочень отстают от еще той закалки, за, быть может, очень редким исключением, все-таки такого не бывает, что все либо белое, либо черное?

хотелось бы услышать мнение постоянных читателей нанометра
---
что все либо белое, либо черное?
---

Чаще серое.

Про сравнение систем образования можно говорить много и долго.

В двух словах: в советской системе была задача научить, а сейчас - дать знания.
Трусов Л. А., 24 сентября 2010 17:34 
В двух словах: в советской системе была задача научить, а сейчас - дать знания.

скорее, дать диплом.
Клюев Павел Геннадиевич, 24 сентября 2010 20:12 
По слухам, нас не должны учить в
университете, только НАучить самостоятельно
находить информацию . "...есть же
интернет, ребята...",-было сказано на одной
из лекций.
Палии Наталия Алексеевна, 25 сентября 2010 17:03 
Павел, Артем действительно прав - запоминать ради запоминания - даже вредно.
Хотя память нужно тренировать (и тренируется она в любом возрасте). Можно есть свеклу (как советуют преподаватели немецкого), можно растирать ладоши (как советуют преподаватели французского), можно записывать слова и фразы/или печатать, повторяя их вслух (как советуют преподаватели английского) - главное учить регулярно (повторяя и закрепляя материал - язык уходит, увы, если не заниматься/читать/переводить практически ежедневно). Возможно, какие-то советы М.Шестова будут полезными для вас ( http://www.s...olearn.htm, в фильме Помнить нельзя забыть - процентов 20-30 полезной информации)
По слухам, нас не должны учить в университете, только НАучить самостоятельно находить информацию - но как вы в ней сможете разобраться (?) - Уже на дипломе мне пришлось услышать от руководителя - найдешь всю информацию в библиотеке - четверг у тебя библиотечный день (курса "Сверхпроводимость металлов и сплавов" у нас не было) - а отсылать на первых курсах..это уж слишком

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наноотпуск
Наноотпуск

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.