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Graphen wird Elektronik superschnell machen

18.09.2018

Elektromagnetische Wellen im Terahertz-Bereich sind im Allgemeinen schwer zu erzeugen, und herkömmliche Siliziumelektronik kann solche hochfrequenten Signale nicht verarbeiten. Aber auf Graphen basierende Geräte könnten mit solchen Frequenzen arbeiten. Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass die Elektronik der Zukunft viel schneller sein wird als die heutigen Geräte.

Physiker der Universität Duisburg-Essen und Kollegen bestrahlten eine atomdicke Graphenschicht mit 300-GHz-Strahlung. Wenn elektromagnetische Wellen auf das Graphen treffen, werden die Elektronen im Material schnell erhitzt und abgekühlt, wodurch elektromagnetische Wellen mit einer bis zu siebenmal höheren Frequenz als die einfallende Strahlung freigesetzt werden. Die Umwandlungsrate mag klein erscheinen, ist aber für eine einzelne Schicht aus Graphenatomen extrem hoch.

Graphen-basierte Komponenten, die im Terahertz-Bereich arbeiten können, „könnten nicht auf einem herkömmlichen Macintosh oder PC verwendet werden, sondern vielleicht auf sehr fortschrittlichen Computern mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit“, sagt Ozaki. Er fügt hinzu, dass dieses zweidimensionale Material zur Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Nanogeräten verwendet werden kann.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Neuer Zustand der Welt 29.05.2016

Licht kann sich nicht nur in eine bestimmte Richtung ausbreiten, sondern auch um diese herum rotieren, was durch einen Parameter namens Gesamtdrehimpuls gekennzeichnet ist. Wie andere Quanteneigenschaften ist der Drehimpuls diskret und nimmt nur bestimmte zulässige Werte an. Bisher glaubte man, dass sein Wert gemäß der Quantentheorie ein Vielfaches der Planckschen Konstante h sein sollte – einer fundamentalen physikalischen Konstante, die die Größenordnung von Quanteneffekten bestimmt. Denken Sie daran, dass beispielsweise die Energie eines Photons gleich dem Produkt aus dieser Konstante und der Frequenz ist. Dementsprechend ist die minimal mögliche Änderung des Drehimpulses proportional zu h.

Physiker des Trinity College (Dublin, Irland) fanden experimentell heraus, dass bei zweidimensionaler Ausbreitung von Licht in einer speziell entworfenen Installation sein Gesamtdrehimpuls ein Vielfaches von h / 2 betragen kann, also den halben Wert. Diese Entdeckung ist sowohl für das Verständnis der Natur und des Verhaltens von Licht als auch für seine praktische Anwendung wichtig. Schließlich macht die Multiplizität des Drehimpulses zum Wert h das Verhalten von Photonen ähnlich dem Verhalten von Teilchen mit ganzzahligem Spin (Bosonen), und die Proportionalität h/2 verleiht Photonen "Fermion"-Eigenschaften (erinnern Sie sich, dass Fermionen die Hälfte haben -Integer-Spin). Die Ergebnisse der Studie wurden im Online-Journal Science Advances veröffentlicht.

Um das Wesen des Phänomens zu verstehen, können wir eine Analogie zu einem Körper ziehen, der sich um seine Achse dreht. Frühere Ansichten stimmten mit der Tatsache überein, dass sich die Rotationsgeschwindigkeit des Körpers in Abschnitten mit einem Wert proportional zu h ändern könnte, und irische Physiker fanden heraus, dass der Änderungsschritt halb so groß sein könnte.

Die sogenannte "Rotation des Lichts" um die Ausbreitungsrichtung ist ein komplexerer Vorgang als die Rotation eines Körpers um eine Achse. Hier gibt es zwei Komponenten. Die erste ist die Drehung des elektrischen Feldvektors einer Lichtwelle bei ihrer Ausbreitung im Raum, die als zirkulare Polarisation von Licht bezeichnet wird und den Spin eines Photons bestimmt. Die zweite ist die Verdrillung der Lichtwellenfront, gekennzeichnet durch den Bahndrehimpuls. Der Gesamtdrehimpuls eines Photons ist die Summe der Spin- und Bahnbeiträge.

Im üblichen dreidimensionalen Fall sind alle diese Größen proportional zu h, oder mit anderen Worten, die entsprechenden Quantenzahlen sind ganze Zahlen. Wenn wir ein zweidimensionales System zur Ausbreitung von Licht erzeugen, dann kann die Quantenzahl für den Drehimpuls eine halbe ganze Zahl werden, was die Forscher in diesem Experiment beobachteten.

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