Matériau en silicium émetteur de lumière efficace

11.04.2020

Les scientifiques ont longtemps cherché à créer des dispositifs émettant de la lumière efficaces à base de silicium. Leur utilisation pourrait augmenter considérablement la vitesse de calcul sur les puces de silicium et les rendre plus rapides que jamais. Les scientifiques des matériaux de l'Université technique d'Eindhoven, de l'Université technique de Munich et de l'Université Friedrich Schiller d'Iéna ont finalement réussi à y parvenir. Ils ont pu synthétiser un matériau à base de silicium capable d'émettre de la lumière sur une large gamme de longueurs d'onde, en fonction de sa composition.

Les chercheurs ont utilisé du silicium et du germanium comme réactifs initiaux. Ils ont combiné les deux éléments dans une structure hexagonale et ont appris à modifier ses propriétés en faisant varier la composition. Faire en sorte que ces deux éléments forment ensemble un réseau hexagonal n'est pas facile. Pour ce faire, les chercheurs ont pris comme base le silicium hexagonal pur, créant des nanofils à partir d'un autre matériau à structure cristalline hexagonale. Ils ont ensuite développé une coque en silicium-germanium à partir de ce modèle.

Les scientifiques ont réalisé la formation d'une telle structure en 2015. Mais jusqu'à présent, ils n'ont pas été en mesure de lui faire émettre de la lumière. Dans le nouveau travail, les auteurs ont réussi à améliorer la qualité des coquilles hexagonales de silicium-germanium en réduisant la quantité d'impuretés et de défauts dans leurs réseaux cristallins. En excitant un tel nanofil avec un laser, les chercheurs ont pu mesurer l'efficacité du nouveau matériau. Il s'est avéré que l'efficacité de l'absorption et de l'émission ultérieure de rayonnement dans le nouveau matériau est à un niveau très élevé. Maintenant, les scientifiques prévoient de créer un laser basé sur celui-ci et d'essayer d'utiliser le nouveau matériau dans les puces.

La pertinence de ce nouveau travail est due à la quantité toujours croissante de données que l'humanité doit stocker et traiter. Les technologies actuelles basées sur les puces électroniques atteignent leur plafond. Le facteur limitant est la chaleur générée par la résistance des matériaux. Pour éviter cela, il est nécessaire de créer une technologie qui ne libère pas de chaleur dans l'environnement. Un candidat prometteur pour ce rôle pourrait être la photonique, un type de technologie qui utilise la lumière pour transmettre des informations et calculer.

Contrairement aux électrons, les photons n'ont pas de résistance. Ils n'ont ni masse ni charge, ils se dissipent donc moins dans le matériau qu'ils traversent et génèrent peu ou pas de chaleur parasite. De plus, si nous remplaçons les électrons par des photons dans la chaîne de transmission et de traitement des données, nous pouvons multiplier par 1000 la vitesse de ces mécanismes de calcul.

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Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

La bière, en tant que l'une des boissons alcoolisées les plus courantes, a son propre goût unique, qui peut changer en fonction de la température de consommation. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques a révélé que la température de la bière a un impact significatif sur la perception du goût alcoolisé. L'étude, dirigée par le spécialiste des matériaux Lei Jiang, a révélé qu'à différentes températures, les molécules d'éthanol et d'eau forment différents types d'amas, ce qui affecte la perception du goût de l'alcool. À basse température, des amas plus pyramidaux se forment, ce qui réduit le piquant du goût « éthanol » et rend la boisson moins alcoolisée. Au contraire, à mesure que la température augmente, les grappes ressemblent davantage à des chaînes, ce qui donne lieu à un goût alcoolique plus prononcé. Cela explique pourquoi le goût de certaines boissons alcoolisées, comme le baijiu, peut changer en fonction de la température. Les données obtenues ouvrent de nouvelles perspectives pour les fabricants de boissons, ...>>

Facteur de risque majeur de dépendance au jeu 07.05.2024

Les jeux informatiques deviennent une forme de divertissement de plus en plus populaire parmi les adolescents, mais le risque de dépendance aux jeux vidéo reste un problème important. Des scientifiques américains ont mené une étude pour déterminer les principaux facteurs contribuant à cette dépendance et proposer des recommandations pour sa prévention. Pendant six ans, 385 adolescents ont été suivis pour découvrir quels facteurs pouvaient les prédisposer à la dépendance au jeu. Les résultats ont montré que 90 % des participants à l’étude ne couraient aucun risque de dépendance, tandis que 10 % d’entre eux devenaient dépendants du jeu. Il s'est avéré que le facteur clé de l'apparition de la dépendance au jeu est un faible niveau de comportement prosocial. Les adolescents ayant un faible niveau de comportement prosocial ne manifestent pas d'intérêt pour l'aide et le soutien des autres, ce qui peut conduire à une perte de contact avec le monde réel et à une dépendance accrue à l'égard de la réalité virtuelle offerte par les jeux informatiques. Sur la base de ces résultats, les scientifiques ...>>

Le bruit de la circulation retarde la croissance des poussins 06.05.2024

Les sons qui nous entourent dans les villes modernes sont de plus en plus perçants. Cependant, peu de gens réfléchissent à l'impact de ce bruit sur le monde animal, en particulier sur des créatures aussi délicates que les poussins qui ne sont pas encore sortis de leurs œufs. Des recherches récentes mettent en lumière cette question, indiquant de graves conséquences sur leur développement et leur survie. Les scientifiques ont découvert que l’exposition des poussins à dos diamant zèbre au bruit de la circulation peut gravement perturber leur développement. Des expériences ont montré que la pollution sonore peut retarder considérablement leur éclosion et que les poussins qui émergent sont confrontés à un certain nombre de problèmes de santé. Les chercheurs ont également constaté que les effets négatifs de la pollution sonore s’étendent aux oiseaux adultes. Des chances réduites de reproduction et une fertilité réduite indiquent les effets à long terme du bruit de la circulation sur la faune. Les résultats de l'étude soulignent la nécessité ...>>

Enceinte sans fil Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Dans le monde de la technologie audio moderne, les fabricants s'efforcent non seulement d'obtenir une qualité sonore irréprochable, mais également de combiner fonctionnalité et esthétique. L'une des dernières avancées innovantes dans cette direction est le nouveau système de haut-parleurs sans fil Samsung Music Frame HW-LS60D, présenté lors de l'événement World of Samsung 2024. Le Samsung HW-LS60D est bien plus qu'un simple système de haut-parleurs, c'est l'art du son de type cadre. La combinaison d'un système à 6 haut-parleurs avec prise en charge Dolby Atmos et d'un cadre photo élégant fait de ce produit le complément parfait à tout intérieur. Le nouveau Samsung Music Frame est doté de technologies avancées, notamment Adaptive Audio qui offre des dialogues clairs à n'importe quel niveau de volume et une optimisation automatique de la pièce pour une reproduction audio riche. Avec la prise en charge des connexions Spotify, Tidal Hi-Fi et Bluetooth 5.2, ainsi que l'intégration d'un assistant intelligent, cette enceinte est prête à satisfaire votre ...>>

Une nouvelle façon de contrôler et de manipuler les signaux optiques 05.05.2024

Le monde moderne de la science et de la technologie se développe rapidement et chaque jour de nouvelles méthodes et technologies apparaissent qui nous ouvrent de nouvelles perspectives dans divers domaines. L'une de ces innovations est le développement par des scientifiques allemands d'une nouvelle façon de contrôler les signaux optiques, qui pourrait conduire à des progrès significatifs dans le domaine de la photonique. Des recherches récentes ont permis à des scientifiques allemands de créer une lame d'onde accordable à l'intérieur d'un guide d'ondes en silice fondue. Cette méthode, basée sur l'utilisation d'une couche de cristaux liquides, permet de modifier efficacement la polarisation de la lumière traversant un guide d'ondes. Cette avancée technologique ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de dispositifs photoniques compacts et efficaces, capables de traiter de gros volumes de données. Le contrôle électro-optique de la polarisation assuré par la nouvelle méthode pourrait constituer la base d'une nouvelle classe de dispositifs photoniques intégrés. Cela ouvre de grandes opportunités pour ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive Grands animaux et maladies mortelles 25.10.2015 Le cancer touche non seulement les humains mais aussi les animaux. Mais tout est différent - quelqu'un plus souvent, quelqu'un moins souvent. Certaines espèces sont particulièrement résistantes au cancer, et celles-ci, assez curieusement, incluent les plus grands mammifères : les éléphants et les baleines. Pourquoi « bizarrement » ? Nous savons que le cancer commence avec des cellules qui ont perdu le contrôle de la division. De toute évidence, plus il y a de cellules dans le corps, plus il y a de chances que quelque chose se passe mal dans l'une d'entre elles - lors de la division, par exemple, une erreur peut se glisser dans la chaîne d'ADN synthétisée. Cependant, les éléphants, malgré leur taille et leur longue durée de vie, contractent encore moins souvent le cancer que les espèces plus petites. Ce paradoxe a été appelé le paradoxe de Peto, du nom de Richard Peto, un épidémiologiste britannique d'Oxford qui l'a remarqué dans les années 1970. De toute évidence, les grands animaux à longue durée de vie ont des mécanismes supplémentaires qui suppriment l'apparition de tumeurs malignes. Parmi les gènes dont dépend le développement du cancer, on trouve les proto-oncogènes et les anti-oncogènes. Si les premiers commencent à ne pas fonctionner comme ils le devraient, les cellules « deviennent folles » et deviennent cancéreuses ; en conséquence, la même chose se produira si les anti-oncogènes qui surveillent si les cellules se comportent correctement sont cassés. Il y a deux ans, des chercheurs de l'Institut pour le développement de Montpellier ont proposé un modèle prenant en compte le comportement des proto-oncogènes et des anti-oncogènes en fonction de la taille de l'animal. Le modèle a simulé différentes distributions de mutations sur plusieurs milliers de générations. La conclusion s'est avérée être la suivante : les proto-oncogènes et les anti-oncogènes réagissent différemment dans l'évolution à une augmentation du poids corporel. Plus le poids corporel est élevé, plus il est difficile d'activer les gènes qui peuvent provoquer une tumeur. L'une des mutations qui rend plus difficile l'activation des proto-oncogènes peut être due au fait que le nombre de suppresseurs de tumeurs dans le génome augmente simplement. Joshua D. Schiffman de l'Université de l'Utah et ses collègues de l'Université de l'Arizona et de l'Université de Pennsylvanie écrivent à ce sujet dans leur article du Journal of the American Medical Association. Tout d'abord, les auteurs des travaux ont analysé les statistiques de mortalité des éléphants, et encore une fois se sont assurés qu'ils sont vraiment plus résistants au cancer que de nombreuses autres espèces : seulement 5 % des pachydermes meurent de tumeurs, alors que, par exemple, chez les hyènes- comme les chiens, le cancer tue 8 %, sans parler de 25 % des gens. L'analyse du génome a montré que les éléphants d'Afrique possèdent jusqu'à 40 copies du gène p53, alors que les éléphants d'Asie en ont entre 30 et 40. Ce gène est l'un des anti-oncogènes les plus connus. La protéine p53 reconnaît les dommages dans l'ADN, et s'il y en a suffisamment, elle active les gènes responsables de l'apoptose - le suicide cellulaire programmé. Une grande quantité de dommages génétiques rend la cellule dangereuse pour l'ensemble de l'organisme, donc le moyen le plus simple est de s'en débarrasser complètement. De toute évidence, c'est le grand nombre de copies de p53 apparues dans leur génome il y a des millions d'années qui aide les éléphants à éviter le cancer (les humains, d'ailleurs, n'ont que deux copies de p53). Vous pouvez, bien sûr, faire autrement - essayer de réparer l'ADN endommagé, cependant, lorsque les cellules d'éléphant ont été irradiées avec des rayonnements ionisants, aucune activation des gènes et des protéines de réparation de l'ADN n'a été observée, mais les cellules ont commencé à mourir activement. C'est-à-dire que la manière éléphantesque d'éviter une tumeur maligne consiste simplement à tuer la cellule gâtée à temps. On n'a qu'à regretter que l'évolution n'ait pas pu fournir à notre génome une douzaine de copies supplémentaires de p53 ; peut-être qu'à l'avenir, la biotechnologie permettra de réaliser une telle opération, et de nouvelles personnes naîtront avec une protection accrue contre le cancer.

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