Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
Главная - Наука - Биология
ред. А. Лельевр - Эврика-87

Скачать книгу
Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки)
Всего страниц: 150
Размер файла: 835 Кб
Страницы: «« « 125   126   127   128   129   130   131   132   133  134   135   136   137   138   139   140   141   142   143  » »»

шестью, семью и более девятками после запятой?
 
   Говорят, "мала пылинка, а глаз выедает!". При изготовлении материала
высокой степени чистоты в атмосфере цеха допустимо содержание лишь
нескольких пылинок размером не более микрона на кубический метр. Для
чистого кристалла каждая коснувшаяся его пылинка смертельна, она
постепенно и неумолимо погубит его. Поэтому производство чистых веществ
полностью изолируют от внешней среды.
 
   Необходимую чистоту и стерильность воздуха в рабочих помещениях
обеспечивают управляемые компьютерами вентиляторы, пылесосы,
кондиционеры... О важности этого оборудования говорит тот факт, что здание
обычно конструируют, как слоеный пирог: один этаж - производственный,
другой - инженерного обеспечения стерильности. Разветвленный, как спрут,
пылесос опутывает своими трубами весь корпус.
 
   Сохранить вещество в чистом виде не менее сложно, чем его очистить.
   Один из путей поддержания достигнутой чистоты - хранение металла в
условиях низких температур: в жидком азоте или даже в жидком гелии.
 
 
                        Новые лики микроэлектроники 
 
   В тонких кристаллических ферромагнитных пленках возникают
магнитостатические волны, волны намагничивания. Сейчас исследуются и
разрабатываются электронные устройства, основанные на возбуждении и
распространении магнитостатических волн. Это приборы магнитоэлектроники.
 
   Поиски путей дальнейшей миниатюризации электроники привели к
исследованию влияния на их характеристики сверхнизких температур.
Вспомнили о так называемом эффекте Джозефсона, предсказанном в 1962 году
английским студентом Джозефсоном, впоследствии лауреатом Нобелевской
премии.
   Устройство - "джозефсоновский переход" - сконструировано из двух
сверхпроводящих электродов, разделенных тончайшим (10-50 ангстрем)
   слоем диэлектрика. В обычных условиях, даже при сверхнизких
температурах, электрический ток через изолятор не протекает. Однако здесь
благодаря сверхпроводящему состоянию электродов ток по изолятору возможен,
и зависит он от электрических и магнитных полей, приложенных к переходу.
Один или несколько таких переходов могут работать как детектор, усилитель,
логический элемент или ячейка памяти.
 
   Благодаря сверхпроводимости при температуре всего 4,2 градуса Кельвина
такой прибор, работая, выделяет в десять тысяч раз меньше тепла, чем
обычный транзистор. Он оказался находкой для разработчиков ЭВМ будущего.
Ведь на полупроводники уже не надеялись: они потребляют слишком много
энергии. Созданная на основе полупроводниковых интегральных схем ЭВМ
размером с футбольный мяч должна выделять киловатт энергии за секунду.
Такая ЭВМ работать бы не смогла - нет способа отвода столь Большого
количества тепла. В то же гремя ЭВМ, построенная на сверхпроюдящей
электронике, выделяла бы всего 0,1 ватта. В десять тысяч раз меньше!
 
   Наиболее стабильны в работе джозефсоновские переходы с электродами из
ниобия и других тугоплавких металлов.
 
   Развитие методов литографии, вакуумной техники, применение тугоплавких
металлов позволяет надеяться, что производство элементов вычислительных
машин на основе переходов Джозефсона начнется в ближайшие годы.
 
   Устройства сверхпроводящей электроники обладают высокой
чувствительностью. На их основе сделаны особо чувствительные измерители
магнитных потоков и полей, способные фиксировать магнитные поля не только
сердца (магнитокардиография), но и мозга (магнитоэнцефалография).
Кардиологи и нейрохирурги получили новый тонкий инструмент для
исследований и практики.
 
 
                         Металл - это почти вакуум 
 
   Исследования на образцах металлов сверхвысокой чистоты способствовали
прогрессу в изучении свойств электронов проводимости. Чтобы "поймать"
   увеличение длины свободного пробега электронов, эксперименты проводили
на монокристаллах с высокой степенью очистки от посторонних электрически
активных примесей и при космическом холоде - температуре кипения гелия - и
даже более низкой. Рекордный свободный пробег в восемь-десять миллиметров
совершают электроны в сверхчистых образцах индия, выращенных сотрудниками
институтов АН СССР. То есть чистый металл вел себя в известной мере как
вакуум!
 
   Кандидатом физико-математических наук В. Петрашовым (ИФТТ АН СССР)
   создан новый метод анализа чистоты металлов. Он основан на свойстве
особого типа электромагнитных волн - геликонов - затухать в ряде металлов
пропорционально концентрации в них примесей. Метод пригоден для анализа
чистоты всех металлов, в которых обнаружено распространение геликонов -
лития, натрия, алюминия, калия, золота, свинца и других. Его
чувствительность повышается с возрастанием чистоты металла. Отсутствие
контакта с анализируемым веществом позволяет вести измерения, когда
образец находится в запаянной ампуле.
 
   На основе явления затухания геликонных волн создана аппаратура и для
определения свободного пробега электронов проводимости (некое подобие
сверхпроводимости) в рекордно чистых металлах при температуре жидкого
гелия.
 
   А сами геликоновые волны - это затухание электромагнитных волн,
испускаемых плазмой заряженных частиц. Это опять же попытка рассмотрения
чистых металлов как чего-то, что сродни вакууму. Ведь только в вакууме
появляется подобная плазма.
 
   Исследования чистых металлов могут привести к появлению нового

Страницы: «« « 125   126   127   128   129   130   131   132   133  134   135   136   137   138   139   140   141   142   143  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. ред. А. Лельевр, Эврика-87