Российские учёные открыли сверхпроводящие свойства нанотрубок из бора для микроэлектроники будущего
Коллектив исследователей Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского разработал принципиально новый вычислительный подход к определению свойств нанотрубок из бора, который выявил их исключительный потенциал для применения в передовых электронных устройствах. Созданная методика квантовомеханических вычислений превзошла существующие инструменты анализа почти в одиннадцатикратном размере по параметру точности.
В ходе экспериментальной работы установлено, что проводимость электричества в борных нанотрубках в 26 раз эффективнее, чем у аналогичных углеродных структур идентичного диаметра. Саратовские специалисты также выявили важную закономерность — увеличение поперечного сечения борной нанотрубки приводит к существенному улучшению ее электропроводящих характеристик.
Погрешность при расчете параметров кристаллических решеток с использованием нового метода составила всего 1,69%, что демонстрирует значительное преимущество перед традиционными расчетными моделями. Этот математический инструментарий признан ведущим в сфере моделирования и анализа структур на основе бора.
Открытие имеет прямое отношение к критической проблеме современных вычислительных систем — тепловыделению при высоких токах, достигающих нескольких сотен ампер в микропроцессорах. Внедрение борных нанотрубок в качестве токопроводящих элементов может стать фундаментом для разработки вычислительных чипов следующего технологического уклада с радикально сниженным энергопотреблением и тепловыделением.
Технологический потенциал открытия не ограничивается процессорами — он распространяется на сферу компактных высокомощных зарядных устройств и инновационных энергонакопительных систем. В текущий момент научная группа проводит серию экспериментов по изучению воздействия структурных дефектов различного типа на электропроводящие свойства борных нанотрубочных конструкций.
В краткосрочной перспективе исследователи намерены сконцентрироваться на изучении возможностей интеграции борных нанотрубок в архитектуру металл-ионных аккумуляторных батарей, с акцентом на оценку эффективности данного материала в роли анодного элемента. Это направление исследований может привести к созданию энергоносителей с беспрецедентными показателями плотности энергии и скорости зарядного цикла.
Информация об исследовании опубликована на официальном портале программы «Десятилетие науки и технологий в России».
Источник: Hi-tech Mail