تبیان، دستیار زندگی

در این مبحث، به اخبار و مطالب مربوط به کاربردهای فن آوری نانو در زمینه الکترونیک می پردازیم.

يکشنبه ? خرداد ???? ساخت نانوآنتن داراي ساختار فراکتال پژوهشگران دانشگاه سوئين بورن با همکاري محققان چيني موفق شدند يک نانوآنتن با ساختار فراکتال بسازند. اين نانوآنتن قابل استفاده در سيستم‌هاي ايمني جهت شناسايي مواد منفجره و دارويي است. يک تيم تحقيقاتي در حوزه پلاسمونيک، موفق شده است يک نوع آنتن جديد توليد کند که مي‌تواند در توسعه ادوات امنيتي جهت شناسايي داروها و مواد منفجره به‌کار رود. اين نانوآنتن به مانند آنتن‌هاي معمولي کار مي‌کند با اين تفاوت که به جاي امواج راديويي، نور دريافت مي‌کند و ميليون‌ها برابر کوچکتر از آنتن‌هاي معمولي است. از نگاه جودکازيس، پژوهشگر اين پروژه، اين نانوآنتن بسيار منحصربه‌فرد است زيرا داراي ساختار فراکتال است. فراکتال به ساختارهايي گفته مي‌شود که داراي الگوهاي تکراري هستند به‌طوري که يک الگوي کوچک به کرارت تکرار شده و در نهايت يک ساختار بزرگ را پديد آورده است. خودتکثيري يک نوع طراحي بسيار جالب محسوب مي‌شود که در طبيعت به وفور يافت مي‌شود. براي مثال شما مي‌تواند آن را در جاندران دريايي نظير صدف حلزوني يا خرچنگ ببينيد. راهبرد فراکتال به محققان اين امکان را مي‌دهد که نانوآنتن‌ها را تا ابعاد بسيار کم، کوچک سازي کنند يا آنها را بزرگ کنند تا به ابعاد موي انسان برسد. جودکازيس مي‌گويد، همين که ما توانستيم يک آنتن بسيار کوچک بسازيم، ديگر محدوديتي وجود نخواهد داشت، با تکثير آن قطعه کوچک مي‌توان آنتن‌هاي بزرگتر را توليد کرد. اين چيزي است که تاکنون رسيدن به آن بسيار دشوار بوده است. با نتايج به‌دست آمده از اين پروژه، اگر محققان بخواهند يک ساختار بزرگ بسازند، بايد ابتدا يک قطعه کوچک توليد کنند. جودکازيس مي‌افزايد، بنابراين ما قادر هستيم يک نانو آنتن سفارشي بسازيم که مي‌تواند براي کاربردهاي مختلف مورد استفاده قرار گيرد، توليد چنين آنتني بسيار مقرون به‌صرفه است. اين آنتن جديد پتانسيل‌هاي کاربردي متعددي دارد، براي مثال مي‌توان از آن در ساخت کيت‌هاي شناسايي مواد منفجره يا دارو استفاده کرد. مواد شيميايي مورد استفاده در مواد منفجره و داروها در طول موج‌هاي مختلف قابل شناسايي هستند. اين نانوآنتن قادر است آنها را شناسايي کرده و دقيقا مشخص کند چه نوع دارو يا ماده منفجره‌اي در نمونه مجهول وجود دارد. در حالي که اين يافته يک پيشرفت محسوب مي‌شود، اما جودکازيس معتقد است که بعد از تکميل آزمايشگاهش در پايان سال 2011 مي‌توان اين نانوآنتن را توسعه بيشتري داد. منبع: hitna.ir

سه شنبه ?? خرداد ???? بهبود عملکرد ترانزيستورها با استفاده از اثرات کوانتومي گروهي از محققان دانشگاه تگزاس در دالاس با استفاده از نانوسيم‌هاي بسيار باريک سيليکوني ترانزيستورهايي ساخته‌اند که به‌دليل اثر محدوديت کوانتومي در نانوسيم‌ها، عملکرد بسيار خوبي دارند. در اين مطالعه پژوهشگران با استفاده از ليتوگرافي نانوسيم‌هاي سيليکوني با قطر تنها 3 تا 5 نانومتر توليد کردند. نانوسيم‌هاي سيليکوني در اين ابعاد اثرات محدوديت کوانتومي را تجربه مي‌کنند که اين امر موجب تغيير ويژگي‌هاي آنها نسبت به سيليکون توده‌اي مي‌شود. ترانزيستورهاي ساخته شده با اين نانوسيم‌ها بهبود قابل ملاحظه‌اي در تحرک‌پذيري حفره و دانسيته بار از خود نشان مي‌دهند. اين ويژگي‌ها موجب مي‌شوند که ترانزيستور سريع‌تر و موثرتر عمل کند. عملکرد اين ترانزيستورها حتي از ترانزيستورهاي نانوسيمي سيليکوني ديگري که اخيراً به روش دُپ کردن توليد شده‌اند، بهتر است. والتر هو، يکي از اعضاي اين گروه تحقيقاتي مي‌گويد: «اهميت اين تحقيق در اين است که نشان داده‌ايم افزايش درجه محدوديت کوانتومي کانال سيليکوني موجب افزايش تحرک‌پذيري بار مي‌شود». شايد در ابتدا منطقي به نظر نرسد که تحرک‌پذيري بار در سيم باريک‌تر بالاتر از سيم بزرگ‌تر است. اما همانگونه که اين محققان توضيح مي‌دهند، اثرات محدوديت کوانتومي از طريق محدود کردن حفرات به محدوده يکنواخت‌تري از انرژي، موجب افزايش تحرک حامل‌هاي بار مي‌شود. با وجودي که در سيليکون توده‌اي حفراتِ دخيل در ايجاد جريان توزيع انرژي بسيار وسيعي دارند، اين توزيع انرژي در حفرات نانوسيم‌ها بسيار باريک است. داشتن حفراتي با انرژي و در نتيجه جرم مشابه، پخش حامل‌هاي بار در نانوسيم‌ها را کاهش داده و اين امر به نوبه خود تحرک‌پذيري و چگالي جريان را افزايش مي‌دهد. اين محققان با مقايسه عملکرد نانوسيم‌هاي کوچک با نانوتسمه‌هايي که به روش مشابهي ساخته شده‌اند، نشان داده‌اند که افزايش درجه محدوديت کوانتومي منجر به افزايش تحرک‌پذيري بار مي‌شود. همانگونه که محققان ذکر مي‌کنند، ساخت ترانزيستور نانوسيمي سيليکوني با قطر زير 5 نانومتر در مقايسه با روش‌هاي ديگر ساخت نانوسيم‌ها که در آنها از راهکارهاي پايين به بالا و اتصالات دُپ شده و دُپ کردن کانالي استفاده مي‌شود، نسبتاً ساده است. يکي از کاربردهاي مد نظر اين پژوهشگران، استفاده از اين نانوسيم‌ها در توليد حسگرهاي زيستي ارزان و بسيار حساس است، چرا که حساسيت حسگرهاي زيستي با کاهش قطر نانوسيم افزايش مي‌يابد. منبع: hitna.ir  

????/??/?? ساخت اولين مدار مجتمع کارآمد برپايه گرافن تيمي از دانشمندان "آي. بي. ام" براي اولين بار موفق شدند يک مدار مجتمع کارآمد را برپايه ماده جديد گرافن توسعه دهند. به گزارش خبرگزاري مهر، گرافن يک ماده بلوري دو بعدي از اتمهاي کربن است. در اين ماده الکترونها مي توانند به صورت مجازي 100 برابر سريعتر از الکترونهاي حاضر در سيليکون حرکت کنند به همين علت به طور بالقوه گرافن مي تواند کاربردهاي زيادي در صنايع الکترونيک داشته باشد. تاکنون دانشمندان تنها تحقيقاتي آزمايشگاهي را بر روي پتانسيلهاي اين ماده جديد که سال گذشته توانست جايزه نوبل فيزيک را براي کاشفانش به ارمغان بياورد انجام داده بودند اما اکنون تيمي از محققان "آي. بي. ام" به سرپرستي "يو- مينگ لين" موفق شدند گامي مهم در توسعه يک فناوري جديد ديجيتال برپايه کربن بردارند. اين دانشمندان موفق شدند براي اولين بار از اين ماده شگفت انگيز به عنوان پايه يک مدار مجتمع کارآمد استفاده کنند. ساخت اولين مدار مجتمع کارآمد گرافني در دنيا اين امکان را تاييد مي کند که در آينده اي حتي دور، گرافن مي تواند به طور کامل در توليد ريزتراشه ها جايگزين سيليکون شود. مدار مجتمعي که "آي. بي. ام" توسعه داده است در حقيقت يک "مخلوط کن بسامدهاي مختلف" براي ارتباطات در پهناي باند و يکي از اساسي ترين و مهمترين مدارات تمام دستگاههاي ارتباطي است. براساس گزارش فيزيک وورد، اين محققان، گرافن خود را از طريق جداسازي گرمايي سيليکون از "قرصهاي کاربيد سيليکون" به دست آوردند و لايه هاي گرافني يک شکلي را بر روي سطح کاربيد سيليکوني ايجاد کردند. سپس، با استفاده از ليتوگرافي پرتو الکتروني، يک کانال ترانزيستوري را تعريف کردند و گرافن را با يک پلاسماي اکسيژن به خارج از مناطق کانال حرکت دادند. در پايان، يک لايه نازک 120 نانومتري از دي اکسيد سيليکون که از تبخير پرتو الکتروني رسوب کرده بود براي جدا کردن حلقه هاي القاگر از اتصالات زيرلايه فلزي مورد استفاده قرار گرفت. توان حداکثري مخلوط کردن بسامدهاي راديويي در اين مدار مجتمع، 10 گيگاهرتز است درحاليکه ثبات گرمايي مدار حداکثر به 125 درجه سانتيگراد مي رسد. اين دانشمندان در اين خصوص توضيح دادند: "اين يک مدار واقعاً کاربردي است که براي مثال مي تواند در يک تلفن همراه هوشمند به کار رود. به خاطر اين يکپارچه سازي، کل مدار مي تواند بسيار کوچک باشد. اين نمونه مداري که ما ساختيم کمتر از يک ميليمتر مربع مساحت دارد." منبع: خبرگزاري مهر

سه شنبه ?? خرداد ????  ساخت نخستين نانو ترانزيستور تک الکتروني تمام اکسيدي گروهي از محققان پيشتاز دانشگاه پيتزبرگ (PTT) ، ويسکانسين و آزمايشگاهاي HP با همکاري يکديگر موفق به ساخت نانوترانزيستوري تک الکتروني شدن که مي‌تواند در آينده به ساخت حافظه‌هاي رايانه‌اي فوق متراکم با عمر طولاني، رايانه‌هاي کوانتومي و الکترونيک پيشرفته منجر شود. اين براي براي نخستين بار است که محققان موفق شده‌اند يک ترانزيستور تک الکتروني متشکل از مواد کاملا اکسيدي بسازند. بخش اصلي تشکيل دهنده اين ترانزيستور قطعه‌اي جزيره مانند به ابعاد 1. 5 نانومتر است که تنها با افزودن يک يا دو الکترون کار مي‌کند. سيم‌هايي هم که از اين ترانزيستور بيرون آمده الکترونهاي اضافي را از عرض اين جزيره عبور مي‌دهد. تعداد الکترون‌هاي روي اين جزيره که مي‌تواند فقط صفر يک و يا دو باشد هر کدام خواص رسانشي مجزايي دارند که اين قابليت موجب اهميت فوق‌العاده آن در کاربردهاي محاسباتي از حافظه‌هاي فوق متراکم گرفته تا رايانه‌هاي کوانتومي مي‌شود و مي‌تواند بلوک‌هاي ساختماني حافظه‌هاي رايانه‌اي قدرتمندتر و مواد پيشرفته الکترونيکي را تشکيل داده و مبنايي براي ساخت رايانه‌هاي کوانتومي باشد. به‌علاوه از اين قطعه مرکزي ريز مي‌توان به‌عنوان يک اتم مصنوعي براي ساخت دسته جديدي از مواد الکترونيکي از قبيل ابررساناهاي بسيار شگفت با خواصي غير عادي استفاده نمود. به گفته لوي يکي از ويژگي‌هاي اين ترانزيستور تک الکتروني حساسيت فوق‌العاده آن به بار الکتريکي است. ويژگي ديگر اين مواد اکسيدي خاصيت فروالکتريسيته آنها است که به تبديل اين ترانزيستور به يک حافظه حالت جامد مي‌شود. در واقع حالت فروالکتريک در غياب نيروي خارجي تعداد الکترون‌هاي روي اين جزيره را کنترل مي‌کند و آن هم به نوبه خود مي‌تواند براي ايجاد حالت‌هاي صفر و يک در اين حافظه رايانه‌اي به‌کار رود. حافظه رايانه‌اي ساخته شده بر اين اساس قادر خواهد بود تا اطلاعات را حتي هنگامي که پردازشگر خاموش است نيز در خود نگه دارد. همچنين انتظار مي‌رود اين حالت فروالکتريک نسبت به تغيير فشارهاي کوچک در مقياس نانو حساس بوده و بتوان از آن به‌عنوان حسگر نانومقياس بار و نيرو استفاده کرد. گفتني است نيروي هوايي آمريکا پشتيباني مالي اين طرح را عهده دار شده است و قرار است تا طي يک برنامه پنج ساله برخي از مهمترين نواقصي که در مسير توسعه فناوري اطلاعات کوانتومي وجود دارد برطرف شود. گزارش اين تحقيق در نشريه Nature Nanotechnology منتشر شده است. منبع: hitna.ir