کاربری جواهراتی مانند الماس بسیار بیشتر از زیبایی و فخرفروشی است. خواص الکترونیکی این مواد بخصوص در ابعاد نانو سبب شده که تجهیزات الکترونیکی آینده به جای سیلیکون و مس از این جواهرات ساخته شده باشند
ظاهرش شبیه به مخزن بانک است. درها با رمز ورود باز می‌شوند. دیوارها و کف با بتون مسلح به پهنای دو متر پوشیده شده‌اند؛ کل بنا روی یک زمین سنگی بنا شده است. مسیرهای تهویه به طور اتوماتیک بسته می‌شوند. حتی امواج موبایل هم نمی‌توانند وارد اینجا شوند.
درست است که در اینجا مقدار زیادی الماس نگهداری می‌شود، ولی اینجا صندوق بانک نیست. این یک آزمایشگاه در مرکز داده‌های علوم نانو و کوانتوم دانشگاه بریستول انگلیس است، و الماس‌های ذخیره شده در اینجا هم هیچ یک بزرگ‌تر از یک ذره شن نیستند. الماسی به این اندازه مورد علاقه سارقین بانک نخواهد بود، ولی به زودی بهترین دوست یک فیزیکدان خواهد شد.
.


.

ولی موجودی این جا فقط الماس نیست. طلا و نقره هم می‌توانند دیگران را به طمع وادارند. سختی، تلالو و مقاومت بسیار زیاد این مواد در برابر خوردگی برای قرن‌ها مورد توجه بود.، ولی با فروکاهیدن این مواد به ابعاد نانو، ویژگی‌های دیگری ظاهر می‌شوند؛ ویژگی‌های باارزشی که نویدبخش تغییر روش تولید هرگونه ابزار برقی خواهند بود. به دنیای براق جدید Blingtronic خوش آمدید.
به گزارش نیوساینتیست، دستیابی به گنج‌های نهفته در اعماق این دنیای کوچک نیاز به دستان بسیار آرام و بی‌لرزشی دارد؛ و به همین دلیل است که آزمایشگاه بریستول اینقدر محکم ساخته شده است. اینجا فیزیکدانی به نام نیل فاکس روز خود را به درست کردن نوارهای نازک الماس به باریکی یک موی انسان می‌گذراند. آزمایش‌ها آن‌قدر حساس هستند که حتی کمترین لرزشی می‌تواند منجر به خرابی شود.

.

تولید برق از الماس
فاکس می‌خواهد که این نوارهای الماس را در یک گونه جدید از سلول‌های خورشیدی به کار ببرد، سلولی که برق را به جای جذب طول‌موج‌های نور مرئی با جذب گرما تولید می‌کند. او از «نشر گرما-یونی» استفاده می‌کند، که گرایش برخی از مواد به رها کردن الکترون در مجاورت گرما است و مشخص شده که این ویژگی در الماس بسیار باریک خیلی بیشتر از دیگر مواد است.
فاکس در نظر دارد تا از یک صفحه بازتابی استفاده کند تا نور خورشید را به روی ابزاری بتاباند که از دو نوار باریک الماس با فاصله خلاء به اندازه چند میکرومتر تشکیل شده است. وقتی نور خورشید نوار بیرونی را گرم می‌کند، گرم‌ترین و پرانرژی‌ترین الکترون‌ها از آن جدا می‌شوند و توسط نوار دیگر جذب می‌شوند، و به این ترتیب جریان برق به وجود می‌آید.
ابزارهای سنتی جذب گرمای خورشید، این کار را با تمرکز نور خورشید بر روی لوله‌های روغن یا آب انجام می‌دهند. مایع گرم شده را می‌توان برای تولید بخار برای چرخاندن یک توربین و تولید برق به کار برد.
به گفته فاکس، یک سلول خورشیدی الماسی که هیچ جزء متحرکی ندارد، کارایی بالاتری دارد. این فناوری فقط به نور خورشید وابسته نیست: این سلول‌ها را می‌توان همچنین برای استفاده از گرمای تلف شده در نیروگاه‌های برق، کارخانه‌ها و یا اگزوز خودروها به کار برد. البته برای این که این سلول‌ها به بیشینه کارایی خود برسند باید اتم‌های لیتیوم در نوارهای الماس کاشته شوند. این اتم‌ها بار مثبت در نزدیک سطح نوار ایجاد می‌کنند که به رها شدن الکترون‌ها کمک می‌کند.
اگر پروژه‌ای که سازمان پروژه‌های پیشرفته دفاعی ایالات متحده (DARPA) انجام می‌دهد، به موفقیت برسد، الماس‌های نانو همچنین می‌توانند جایگزینی برای مدارهای سیلیکونی مورد استفاده در ریزتراشه‌ها باشند. هدف این پروژه جایگزینی مدارهای الکترونیک پایه سیلیکونی با مولفه‌های مکانیکی میکروسکوپی از جنس الماس است. مهندسین دارپا بر این باورند که چنین ابزارهایی برتری‌های قابل ملاحظه‌ای در مقابل اجزای الکترونیکی دارند، به ویژه اگر آن‌ها را بتوان از الماس اولترانانوکریستالین (UNCD) ساخت، ماده‌ای که توسط آزمایشگاه ملی آرگون در شیکاگو ساخته شده است.
یو.ان.سی.دی را می‌توان خراشید تا پایه‌ای در ابعاد نانو یا غشایی لرزان را شکل دهد که می‌تواند در بازه گسترده‌تری از فرکانس‌ها به نسبت سویچ‌های الکترونیکی سنتی و نوسان‌سازها کار کند. و با توجه به این حقیقت که UNCD را می‌توان روی سیلیکون قرار داد، این مولفه‌ها را می‌توان به طور مستقیم روی تراشه‌های سیلیکون قرار داد، که ساخت آنها را ساده می‌کند.
در حالیکه الماس راه‌های جدیدی برای انتقال الکترون باز کرده، دیگر جواهرات به جای الکترون‌ها فوتون‌ها را جابجا می‌کنند. به دلیل عدم مشکل تداخل، فوتون‌ها را می‌توان در چگالی‌هایی بالاتر از آنچه برای الکترون‌ها ممکن است، با هم ترکیب کرد، در نتیجه مدارهای نوری قادر خواهند بود که داده‌های بیشتری را حمل کنند.

.

پلاسمون، بهتر از الماس
یافتن راهی برای کنترل این فوتون‌ها یک چالش بزرگ باقی می‌ماند. یک راه حل استفاده از پلاسمون است، که می‌توان آنها را امواج نور تصور کرد که در سطح یک فلز با دریایی از الکترون‌ها درون آن به دام افتاده است. برخلاف فوتون‌ها، پلاسمون‌ها را می‌توان به سادگی در میدان‌های الکتریکی و یا حتی پرتوهای نور اداره کرد. یک گروه در موسسه پژوهش‌های الکترونیک و مخابرات دایجون کره جنوبی، به تازگی داده‌ها را با استفاده از پلاسمون‌ها برای جابجایی سیگنال‌های پهن‌باند نور در سیم‌های طلا بین چیپ‌های کامپیوتری، جابجا کرد.
با این حال، هدف نهایی، واداشتن نور به انجام پردازش در ریزتراشه است. برای این منظور باید ایجاد پالس‌های نور و سویچ کردن آنها با سرعت بسیار بالا، همگی در یک فضای بسیار کوچک امکان‌پذیر شود. کوچک‌ترین لیزرهای سنتی چند صد نانومتر پهنا دارند و همین آنها را برای این کار بیش از اندازه بزرگ می‌کند. برای رقابت با ترانزیستورها، یک لیزر باید کمتر از ۵۰ نانومتر پهنا داشته باشد، که با لیزرهای سنتی ناممکن است.
.
داخل بدن شما
سال‌ها طول خواهد کشید تا مهندس‌ها بتوانند از این جواهرات نانو برای ساخت یک کامپیوتر نوری استفاده کنند. ولی ریز‌ذرات طلا و نقره خصوصیات دیگری هم برای ارائه دارند. ریزذرات طلا، هنگامی که به داخل بافت‌های بدن انسان تزریق شوند و در معرض نور قرار بگیرند، می‌توانند پلاسمون‌هایی را تولید کنند که نور را در طول‌موج متفاوتی می‌تابانند. از این می‌توان برای تحلیل شیمی سلول‌ها با طیف‌سنجی استفاده کرد که می‌تواند نقش مفیدی در تشخیص درمانی بازی کند، و یا اگر طول‌موج‌های تابیده شده فروسرخ باشند، سلول‌های سرطانی را از بین برد.
ریزذرات نقره نیز می‌توانند ال‌.ای‌.دی‌.ها را کارآمدتر سازند. ال.‌ای.‌دی‌.ها که خیلی در لوازم الکترونیک مصرفی به‌کار می‌روند، هنگامی که الکترون‌ها و حفره‌ها با هم ترکیب می‌شوند نور تولید می‌کنند. افزودن ریز ذرات نقره به ال.‌ای‌.دی می‌تواند خروجی آن‌ها را چند برابر کند. این می‌تواند در نهایت منجر به انواع جدیدی از چراغ‌ها یا نمایشگرهای توان پایین شود.
با این وجود اقتصادی‌ترین فناوری جواهرات شاید در چیزی باشد که شما با خود به همه جا ببرید. می‌تواند ابزارهای مورد علاقه شما (مانند موبایل و دستگاه پخش موسیقی) را در لباس شما قرار دهد. جنیفر لویس، یک دانشمند علم مواد در دانشگاه ایلینویز در کمپین اوربانا می‌گوید: «به جای حمل ام.پی.تری پلیر، کل سیستم الکترونیک را می‌توانید در ژاکت خود بدوزید».
لویس در حال کار بر روی این ایده است. سال گذشته، گروه او راهی برای چاپ سیم‌های ریز در ابعاد میکرومتر، به همان شیوه چاپ یک چاپگر جوهرافشان یافت. با استفاده از یک جوهر رسانای برق که ریزذرات نقره در خود دارد، آن‌ها توانستند سیم‌ها را روی گستره‌ای از مواد که شیشه و پلاستیک را هم دربرمی‌گرفت؛ چاپ کنند.
لویس همچنین می‌خواست بداند که آیا از این شیوه می‌توان برای چاپ روی مواد انعطاف‌پذیر مانند پارچه هم بهره گرفت یا نه. او در یک سال گذشته با حل مشکل تهیه ریزذرات نقره به اندازه مطلوب (و نه بزرگ‌تر از آن) توانست به پیشرفت چشمگیری در این راه دست یابد. اگر به همین ترتیب پیش برویم، روزی که شما تلفن همراه و آی‌پاد خود را بپوشید خیلی دور نیست.
چیزی که مسلم است این است که با استفاده از طلا، نقره و الماس در الکترونیک، آینده واقعا درخشانی در انتظار این صنعت خواهد بود.

.

.

منبع : کنجکاو

 



الکترونيک دانلود

 

icon برچسب ها: , , , , , , , , , ,


تاريخ: ۳۰ اردیبهشت ۱۳۸۹ بدون نظر