آلمانی ها با ترانزیستورهای مبتنی بر آب، دنیای نیمه هادی ها را متحول خواهند کرد

محققان آلمانی موفق به اختراع ترانزیستورهای جدید مبتنی بر آب شده اند که سرعت سوئیچینگ بسیار بالایی دارند و می توانند آینده پردازش کامپیوتری را تغییر دهند.

محققان موفق به ایجاد یک کلید مبتنی بر آب شده‌اند که سرعتی هزار برابر سریع‌تر از کلیدهای نیمه‌رسانا دارد. این سوئیچ ها به طور گسترده در رایانه ها، تلفن های هوشمند و اتصالات بی سیم استفاده می شوند.

مکانیسم عملکرد این کلیدها به این صورت است که یک پرتو لیزر قدرتمند با طول موج بسیار کوتاه، آب را در کمتر از یک تریلیونم (کسری با عدد یک و مخرج یک تریلیون) ثانیه به حالت رسانا تبدیل می کند. در این حالت آب تقریباً مانند یک فلز عمل می کند.

وظیفه ترانزیستور در سیستم چیست؟

ترانزیستورها یکی از مهم ترین اجزای دستگاه های الکترونیکی هستند. زیرا قادر به کنترل جریان برق در مدار هستند و در واقع نقش کلید را ایفا می کنند. به عبارت دیگر، هنگامی که ترانزیستور به حد اشباع برسد، جریان قادر به عبور از آن خواهد بود و بالعکس. هنگامی که ترانزیستور خاموش یا خارج از مدار است، الکتریسیته نمی تواند از مدار عبور کند.

سرعت یک ترانزیستور با زمان تغییر حالت بین حالت های رسانا و نارسانا تعیین می شود. این زمان به عنوان سرعت سوئیچینگ یا فرکانس سوئیچینگ شناخته می شود.

هر چه ترانزیستورهای سیستم سریعتر بین حالت ها جابه جا شوند، کامپیوتر سریعتر می تواند اطلاعات را پردازش کند.

کامپیوترهای مدرن از روش های مختلفی برای افزایش سرعت سوئیچینگ ترانزیستورها استفاده می کنند. یکی از رایج ترین راه ها برای انجام این کار استفاده از نیمه هادی های پیشرفته است. به گفته دکتر کلودیوس هوبرگ، استاد شیمی و بیوشیمی در دانشگاه روهر بوخوم، با این حال، صرف نظر از روش مورد استفاده، سوئیچ ها همچنان با محدودیت هایی در دستیابی به حداکثر سرعت مواجه هستند.

  توییتر به شما امکان می دهد مقالات کامل را بدون محدودیت کلمه ارسال کنید

با این حال، دانشمندان دانشگاه روهر آلمان موفق شدند با اختراع ترانزیستورهای مبتنی بر آب، راهی برای دستیابی به سوئیچ‌هایی بدون محدودیت سرعت به دست آورند.

ترانزیستورهای بسیار سریع مبتنی بر آب با فرکانس های بسیار بالا

برای ساخت این کلیدها، محققان دانشگاه روهر محلولی از یدید سدیم را در آب از طریق یک نازل مخصوص روی ورقه نازکی به ضخامت چند میکرون اسپری کردند. مسئول این تحقیق، دکتر هوبرگ، این پدیده را با آبیاری گل های داخل حیاط با شلنگ آب، اما در مقیاس بسیار کوچکتر، مقایسه کرد.

ترانزیستورهای آب

در مرحله بعد این جت آب در معرض پرتوهای کوتاه اما بسیار قوی (با طول موج 400 نانومتر) قرار گرفت. این رویداد باعث تحریک الکترون ها و خروج آنها از محلول و در نتیجه افزایش رسانایی می شود. به لطف سرعت بسیار بالای پرتوهای لیزر، آب مانند فلز عمل می کند و کاملا رسانا می شود.

تمام فرآیندهای ذکر شده در کمتر از یک تریلیونم ثانیه اتفاق می افتد. در نتیجه، سرعت محاسبات در محدوده تراهرتز خواهد بود و این سوئیچ‌های جدید مبتنی بر آب را حتی سریع‌تر از سریع‌ترین سوئیچ‌های حالت جامد فعلی می‌سازد.

مهمترین کاربرد این ترانزیستورهای مبتنی بر آب: پردازش سریعتر!

توسعه سوئیچ های جدید مبتنی بر آب، دانشمندان را به تصور آینده بسیار روشنی برای فناوری های مبتنی بر این ماده سوق داده است. دستگاه هایی در محدوده تراهرتز قطعا به زودی سرعت پردازش را در رایانه ها بسیار افزایش خواهند داد. از طرفی در مقایسه با ترانزیستورهای مبتنی بر فلزات کمیاب، فناوری های مبتنی بر آب بسیار سازگارتر با محیط زیست هستند و می توان آن را گام بزرگی برای تولید قطعات کامپیوتری با رویکرد حفاظت از محیط زیست دانست.

  چه برنامه‌ها و خدماتی تاکنون در روسیه از دسترس خارج شده‌اند؟

البته باید در نظر داشت که ترانزیستورهای پایه آب هنوز تنها یک ایده مفهومی هستند و تا رسیدن به مرحله تولید انبوه تجاری راه زیادی در پیش دارند. نتایج تحقیقات این دانشمندان آلمانی در مجله APL Photonics منتشر شده است.

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت توسط reCAPTCHA و گوگل محافظت می‌شود حریم خصوصی و شرایط استفاده از خدمات اعمال.