纳米技术让电子管死而复生

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1、2主编： 赵路编辑： 唐凤校对： 王心怡E-mail押国 际 2012 年 5 月 25 日星期五Tel押 （010） 82619191-8120当受孕小鼠的生物钟被前调时， 其成功生产的几率会大大降低。 图片来源： Rama/Wikimedia Commons动态本报讯 （记者赵路）如果你曾拆开过一部老 式的收音机，便会看到一些像是小灯泡的东西。 它们便是电子管（又称真空管） 今天的硅晶 体管的前身。电子管在上世纪 60 年代重蹈了恐 龙的覆辙，但是研究人员如今又让它们起死回 生， 研制出了比晶体管更快、 更耐用的纳米级电 子管。 这种新器件甚至能够在外层空间强烈的辐 射下安全使用。 在上世

2、纪早期研制出的电子管提供了放大 电信号的第一种简便方式。就像电灯泡那样， 它 们由含有一个加热丝的玻璃灯泡构成。 电子管利 用电场对真空中的控制栅极注入电子调制信号， 并在阳极获得对信号放大或反馈振荡后的不同 参数信号数据。 然而由于晶体管的发明，特别是用化学方法 蚀刻硅件从而大量生产晶体管技术的问世，电子 管在上世纪五六十年代逐渐走向消亡。晶体管更 小、 更便宜并且更耐用。它们同时能够被塞进微芯 片中， 并根据不同的复杂输入信号被开启和闭合， 从而为更小、 更强大的计算机的研制铺平了道路。 但是晶体管并非在所有方面都更出色。 与真 空环境相比，电子在固体中运动得更为缓慢， 这 也就意味着晶体

3、管通常要慢于电子管；也就是说， 计算速度并没有理论上快。 此外， 半导体更容 易受到强辐射的影响， 后者能够破坏硅的原子结 构， 从而使电荷无法正确地运动。这对于军队和 航天机构而言可是一个大问题， 它们都需要自己 的设备能够在辐射强烈的环境中例如外层 空间正常地工作。 美国宇航局 （NASA） 埃姆斯研究中心的工 程师 Meyya Meyyappan 表示：“你我买的电脑与 NASA 买的电脑是一样的，但用途却大相径庭。 NASA 花了很长时间使其能够经受强辐射的考 验， 否则那些安装在航天飞机或空间站中的电脑 基本上将被摧毁进而无法运行。” 新设备是今天的晶体管与古老的电子管的 一个杂合体

4、。它既小又容易制造， 同时速度快且 抗辐射。 参与开发 “纳米电子管” 的 Meyyappan 指 出， 它是通过在掺杂着磷的硅上蚀刻小腔洞制造 而成。这个腔洞连接着 3 个电极一个源极， 一个栅极， 还有一个漏极。其中源极与漏极仅仅 相距 150 纳米， 而栅极则位于顶部。电子由施加 的电压从源极释放，而栅极则控制电子穿过腔 洞。在 5 月 23 日发表于 应用物理学快报 上的 这篇论文中， Meyyappan 和同事估计，他们的纳 米电子管的工作频率高达 0.46 兆赫约比现今最好的硅晶体管快 10 倍。 这个新产品并非科学家首次尝试将电子管 小型化。 然而， 与之前的工作不同的是， 研究

5、人员 并不需要追求完全的真空源极与漏极的距 离是如此之小， 以至于电子与空气中的原子发生 碰撞的几率随之变得极低。Meyyappan 说， 这便 有一个巨大的好处它为大批量生产打开了 一扇大门。 英国伦敦帝国理工学院的电子工程师 Kris- tel Fobelets 对此表示赞同。她说：“真空技术在半 导体生产线上的应用将使制造成本变得非常高 昂。” 但她同时警告说， 纳米电子管更像是对 “概 念的证明” ， 而不是一个工作装置， 这是因为它的 操作要求并不符合现代晶体管的要求。例如， 打 开这一装置需要 10 伏的电压，而现代晶体管的 运行只需要约 1 伏特的电压； 在这一方面， 纳米 电子

6、管与现代电路并不匹配。 尽管如此， Meyyappan 认为纳米电子管的潜 力依然是巨大的。 新的电子管固有的对辐射的免 疫能力能够为军方和 NASA 节省许多时间和金 钱， 而其更快的运行速度使得它成为所谓的兆赫 技术的罕有候选者。 作为介于微波和红外区域之 间的电磁波谱， 在兆赫区域能够发现某些分子的“指纹” 。例如， 这项技术能够用在机场对违禁药 物的安检中。 那么，电子管真能东山再起吗？Meyyappan 正是这样想的。 他说：“我们正在结合最好的真空 技术，以及在过去 50 年的集成电路制造中获得 的最佳经验。”姻美国科学促进会特供姻科学此刻 杂糟蚤藻灶糟藻 晕燥憎频繁倒时差 影响生

7、育当让小鼠也倒起时差， 会出现什么情况？ 研究证实， 如果这只小鼠已经怀孕， 那么后 果可能是灾难性的。 在一项最新研究中，科学家将刚刚交配成 功的实验小鼠有规律地暴露在人造日光中。随 后， 每隔 5 到 6 天， 研究人员便会把这些噬齿动 物接触日光的时间往前调 6 个小时，这相当于 从芝加哥乘飞机到伦敦要倒的时差。 在经过四次轮换之后， 只有 22%的受孕小鼠 成功生产， 而在对照组里， 成功率达到了 90%。 这些 “鼠妈妈” 也许已经将怀着的胎儿重新 “吸收” 掉了， 或者是受精卵可能压根就没着床。 5 月 24 日，研究团队在公共科学图书馆综 合 上在线发表了此项成果。 该结果和之前

8、的研究相符合。此前， 研究人员发现， 当调控小鼠生理周期的基因， 即身体的 “计时员” 发生突变时， 小鼠的发情周期会产生 错乱， 从而造成更多的怀孕失败。 同时， 也曾有报道称， 需要倒夜班的人和飞 机上的乘务人员， 其自身的生物钟被打乱后， 流 产和经期改变的次数会增加。不过， 要解决此问题， 也许还有希望。 当小鼠的生物钟被往后拨而非向前调时， 这种影响就没有那么严重了。因此， 即使是生理 节奏改变导致女性出现了生育问题，细心的安 排可能会将这种紊乱限制到最低程度。 （闫洁 译自 ， 5 月 24 日）纳米技术让电子管死而复生比晶体管更快、 更耐用、 更抗辐射发展中国家 老年痴呆症状况严

9、重新华社电 一个国际研究小组的最新调查显 示， 包括中国在内的一些发展中国家， 老年痴呆 症的发病率比以前所认识的更高。 同时相关结果 也显示， 大脑曾得到更好锻炼和发育的人， 患老 年痴呆症的风险更低。 在 5 月 圆猿 日出版的新一期英国医学刊物 柳叶刀 上， 由伦敦大学国王学院研究人员领导 的国际小组报告了对古巴、 多米尼加、 委内瑞拉、 秘鲁和墨西哥等发展中国家老年痴呆症发病率 的调查结果， 其中有关中国的调查部分是与北京 大学合作的。 结果显示， 这些发展中国家的老年痴呆症发 病率是以前认识的约两倍， 与发达国家的发病率 差不多， 有些甚至超过发达国家。这改变了过去 人们认为老年痴呆

10、症在发达国家发病率高而在 发展中国家发病率低的观点。 这项调查显示，中国 远缘 岁以上老人中痴呆 症发病率约为千分之 圆源 人年，这是按老年痴呆 症患者在调查期间生活年数总和除以总调查对 象生活年数总和得出的结果。 领导研究的伦敦国王学院教授马丁 普林斯 说， 北京地区老年人口中的痴呆症发病率已经和 欧洲发达国家差不多。 他说， 包括中国在内的发展中国家出现较高 的老年痴呆症发病率， 说明老年痴呆已经成为了 一个日渐普遍的全球性问题。 据世界卫生组织统 计， 现在全球以老年痴呆症患者为主的痴呆症患 者总数约 猿缘远园 万，并且每年有约 苑苑园 万新增患 者。 调查也显示， 如果年轻时多用脑，

11、让大脑发 育得更好， 就会降低患老年痴呆症的风险。这可 以从对文化程度不同、 从事脑力工作或体力工作 的不同人群的痴呆症发病率的分析中得到支持。 普林斯表示：“在年轻时候的一些影响， 如接受教 育、 练习读写等， 可能对降低年老时的痴呆风险 特别重要。”（黄堃）惠普计划裁员 2.7 万新华社电 美国惠普公司 5 月 圆猿 日宣布， 计 划未来两年多在全球裁减约 圆援苑 万名员工， 希望 能通过节省开支推动该公司在战略重点领域进 行投资和创新。 根据惠普当天发布的消息，裁员将在 圆园员源 年 员园 月其财年结束时完成，裁减人数预计将占 公司员工总数的 愿豫， 此举有望在 圆园员源 财年后每 年为

12、公司节省 猿园 亿至 猿缘 亿美元。惠普说， 裁员 是公司为期数年的重组计划的一部分， 裁员省下 的开支绝大多数将用于再投资， 公司希望能借此 加大对云计算、 大型数据等战略重点领域的创新 投资， 并对其他极具增长潜力的领域增加投资。 惠普的大规模裁员计划并不让人感到意外。 作为硅谷老牌企业， 由于近年来未能有效把握移 动计算等技术发展新潮流， 加上激烈的市场竞争 和企业管理层动荡，惠普的发展面临严峻挑战。 不少分析人士认为， 惠普在运营效率等方面确实 有待改进， 通过裁员 “瘦身” 对惠普来说是必要之 举。 惠普裁员因此被视为积极信号， 惠普当天公 布的最新季度财报显示， 在截至 源 月底的

13、上一财 季，其营业收入和净利润虽然同比分别下降 猿豫 和 猿员豫， 但有关数据都好于分析师预期。在裁员 消息和季度财报公布后， 惠普股价在盘后一度上 涨超过 员园豫。（李宓）自然 报告显示中国高质量 科研论文数量持续上升新华社电 著名的英国学术期刊自然 5 月 圆猿 日发布报告说， 中国的高质量科研论文数量近 年来上升势头强劲， 目前位居全球第四。据该报 告作者预计， 到 圆园员源 年， 中国的这一排名有望超 过英国和德国， 仅次于美国。 这份报告当天以自然副刊的形式发布。 自然 是世界上最重要的科研学术期刊之一， 是 自然出版集团的旗舰刊物。这份报告统计了 自 然 及其系列刊物中由中国研究人

14、员发表或参与 发表的论文比例， 结果显示在 圆园员员 年为 远援远豫， 高 于 圆园员园 年的 缘援猿豫，维持了近些年来的持续上升 势头。 该报告还调查了全球范围的论文数据， 结果 显示在那些引用次数排名最靠前的高质量科研 论文中， 由中国研究人员发表或参与发表的论文 比例在 圆园员员 年达到 员员援猿豫，该比例在 圆园园员 年时 为 员援愿缘豫。与此同时， 在全球高质量科研论文中， 美国所占比例在 圆园园员 年为 远源援猿豫，在 圆园员员 年为 缘园援苑豫。 这份报告还显示， 在中国的高质量科研论文 中， 中国科学院、 中国科学技术大学、 北京大学、 清华大学和香港科技大学研究者的论文所占比

15、 例居前。（黄堃）理论研究表明 带电物体有可能 “同性相吸”新华社电 “同性相斥， 异性相吸” ， 这是大家 都熟知的基本物理现象，但一项理论研究指出， 两个带同种电荷的物体在特定条件下也可能出 现 “同性相吸” 现象。 新一期英国 皇家学会学报 粤 刊登的一篇 论文说，新西兰惠灵顿维多利亚大学的约翰 莱 克纳指出，英国科学家威廉 斯诺 哈里斯曾在 员愿猿远 年进行带电物体实验后报告， 有些时候带同 种电荷的物体之间的斥力会消失，转而变成引 力。 莱克纳提出这样一个理论模型，两个本身 导电效果足够好的球体带上同种电荷，通常它 们会像人们预计的那样表现出“同性相斥” 现 象。 但如果它们离得足够

16、近， 其中一个球体的电 荷斥力作用非常明显，以至于另一个球体上的 同种电荷被排斥到球体远端，这时其近端就可 能出现局部带异种电荷的情况，最终导致两个 整体看来带同种电荷的球体不可思议地产生 “同性相吸” 现象。 莱克纳的这篇论文引起许多科研人员的兴 趣， 他们最初都不太相信这个与 “常理” 不符的结 论，但在仔细思考和计算后又觉得这是可能的， 现在已有研究者计划用超导体等设计精密的实 验装置来测试相关理论。 研究人员指出， 与传统理论相悖的 “同性相 吸” 是否真的成立， 还有待科学家的实验结果给 出答案。蛏子： 海底 “土行孙”由于晶体管的发明，电子管在上世纪 60 年 代一蹶不振，但新的研究却可能让这项技术咸 鱼翻身。 图片来源： Shane Gorski/Creative Commons本报讯 由于没有肌肉， 大西洋蛏子 （） 很难挖到海床下 1 公 分或 2 公分的地方。 然而不知何故，它们有时却能够以每秒 1 公分的速度将