اشتراک

محققان تراشه ای فاقد مواد نیمه هادی ساختند

نویسنده: میلاد تاریخ: دسته بندی: اخبار 1

کامپیوترهای قدیمی که یک اتاق بزرگ را اشغال می‌کردند، به خاطر دارید؟ این کامپیوترها از یک نوع فناوری مبتنی بر لوله‌های خلاء بهره می‌بردند که در بهترین حالت، قدرت پردازشی آن‌ها به گوشی هوشمند امروزی شما هم نمی‌رسید. حال به نظر می‌رسد این فناوری در حالتی بهینه‌تر می‌تواند بار دیگر راه خود را به دنبای ما باز کند.

8414c40b-ce2b-4c9f-9114-0eeb4e011bae

دانشمندان دانشگاه سن‌دیگو موفق شده‌اند دستگاهی مبتنی بر لیزر و بدون نیاز به نیمه‌هادی‌ها بسازند که درست همانند لوله‌های خلاء، از الکترون‌های آزاد استفاده می‌کند. این تحقیق می‌تواند منجر به تولید پنل‌های خورشیدی با بازدهی بیشتر و نیز ایجاد دستگاه‌های الکترونیکی سریع‌تری شود که قادر هستند نیروی بیشتری ارائه کنند.

نیمه‌هادی‌های مبتنی بر سیلیکون و دیگر ماده‌ها اگرچه به خوبی کار خود را انجام داده و نیازهای دنیای امروزی ما را از طریق جای دادن میلیاردها ترانزیستور در چند سانتی‌متر مربع برآورده کرده‌اند، اما محدودیت‌ها و مشکلات خاص خود را نیز به همراه دارند. شتاب الکترون‌ها در اثر مقاومت درونی این نیمه هادی‌ها تا حد قابل توجهی گرفته شده و در نتیجه مقادیر فراوانی انرژی برای غلبه بر این مقاومت صرف می‌شود.

2af71be8-3018-49b4-9f3d-2794beb2f439

لوله‌های خلاء، از این عیب مبرا هستند. این لوله‌ها، الکترون‌های آزاد را به منظور انتقال جریانی مشخص در طول یک فضای تعیین شده پرتاب می‌کنند. کنترل الکترون‌های آزاد در مقیاس نانو کار ساده‌ای نیست؛ شما بدین منظور یا به ولتاژ بالای ۱۰۰ ولت، دمای بالا یا یک لیزر قدرتمند برای جدا کردن آن‌ها از جایگاه اصلی‌شان نیاز خواهید داشت. تیم تحقیقاتی دانشگاه سن‌دیگو، از طریق نوارهای طلایی موازی، نانوسازه‌هایی موسوم به «قارچ‌ طلایی» ایجاد کرده‌اند که با ترکیب مقدار اندکی ولتاژ (۱۰ ولت) و یک لیزر با نیروی اندک موفق به جداسازی الکترون از صفحه‌ی طلایی شده‌اند.

نتیجه‌ی این آزمایش، افزایش هزار برابری رسانایی سیستم بوده است. این دستگاه می‌تواند بخاطر شباهت عملکردی که به یک سوئیچ نوری دارد، همانند نیمه‌هادی‌ها بعنوان یک ترانزیستور، تقویت‌کننده یا آشکارساز مورد استفاده قرار گیرد. به هر حال، از نظر تئوری این سیستم می‌تواند با مقاومت بسیار کمتر به کار خود ادامه داده و مقادیر بیشتری از توان پردازشی را کنترل کند.

تاکنون این تحقیقات در مرحله‌ی نمونه اولیه قرار دارد اما نتایج بدست آمده بسیار امیدوارکننده هستند. دن سیونپایپر (Dan Sievenpiper)، نویسنده این تحقیق اعلام کرده که تیم وی در مرحله‌ی بعد، بر روی محدودیت‌های عملکردی این سیستم کار خواهد کرد تا مشخص شود این دستگاه تا چه میزان قابلیت مقیاس‌پذیری خواهد داشت. این تیم تحقیقاتی در تلاش است کاربردهای این دستاورد را نه تنها در حوزه‌ی الکترونیک، بلکه در زمینه‌های فتوولتائیک، کاربری‌های زیست‌محیطی و احتمالا تسلیحاتی نیز مورد بررسی قرار دهد؛ موضوعی که با توجه به پشتیبانی دارپا از این تحقیقات، به هیچ عنوان عجیب نیست.

این مطالب هم بخوانید


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *