انتقال سیگنال از نانوقطعات الكترونيكي ممكن شد

برای رسیدن به این هدف، آنها طرحي را ايجاد كردند که در آن یک نانومولفه به دو هادی الکتریکی متصل مي‌شود تا سیگنال الکتریکی به شیوه‌ای بسیار کارآمد جداسازي شود. دانشمندان گروه فیزیک موسسه نانوساينس سوئیس در دانشگاه بازل نتایج اين پروژه را در مجله علمی نيچر كاميونيكيشن منتشر کردند.

مولفه‌ها يا قطعات الکترونیکی در حال کوچکتر و کوچکتر شدن هستند. قطعاتي به اندازه تنها چند نانومتر، به اندازه حدودا ده اتم، در حال حاضر در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی تولید می‌شوند. به لطف کوچک سازی، قطعات الکترونیکی متعددی را می توان در فضاهای محدود جاي داد، تا عملکرد ادوات الکترونیکي در آینده متحول شود.

 

لوله‌هاي كربني نقش هادي را ايفا مي‌كنند

دانشمندان در سراسر جهان در حال تحقیق در مورد چگونگی تولید نانومولفه‌ها با کمک نانولوله‌های کربنی هستند. این لوله‌ها که از صفحات کربن به ضخامت یک اتم و به شکل استوانه‌ای توخالی ساخته شده‌اند دارای خواص منحصر به فردي از جمله مدول یانگ بالا و استحکام کششی خوب از یک طرف و طبیعت کربنی بودن نانولوله‌ها (به خاطر این که کربن ماده‌ای است کم وزن، بسیار پایدار و ساده جهت انجام فرآیندها که نسبت به فلزات برای تولید ارزان‌تر می‌باشد) هستند كه باعث شده در دهه گذشته تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش‌های رشد نانولوله‌ها صورت بگيرد.

علاوه بر خواص ویژه و منحصر به فرد، کارهای نظری و عملی زیادی نیز روی ساختار اتمی و ساختارهای الکترونی نانولوله انجام شده ‌است. کوشش‌های گسترده‌ای نیز برای رسیدگی به خواص مکانیکی شامل مدول یانگ و استحکام کششی و ساز وکار عیوب و اثر تغییر شکل نانولوله‌ها بر خواص الکتریکی صورت گرفته ‌است. می‌توان گفت این علاقه ویژه به نانولوله‌ها از ساختار و ویژگی‌های بی‌نظیر آن‌ها سرچشمه می‌گیرد.

 نانولوله‌ها هدایت حرارتي فوق‌العاده‌اي دارند كه باعث مي‌شود در برابر جریان‌های قوی دوام بياورند، به اين دليل برای استفاده به عنوان هادی‌ها و یا نیمه‌هادی‌ها مناسب هستند. با این حال، انتقال سیگنال بین نانولوله‌های کربنی و یک هادی الکتریکی بزرگ با مشکل همراه است، به اين دليل كه بخش‌های بزرگی از سیگنال الکتریکی به علت بازتاب بخشی از سیگنال از دست مي‌رود.

 

خاصيت ضدانعكاسي، بهره را افزايش مي‌دهد

مشکل مشابه در منابع نوري داخل یک شی شیشه‌ای رخ می‌دهد. مقدار زیادی از نور توسط دیواره‌ها منعكس مي‌شود، به اين معنی که تنها بخش کوچکی به خارج از محفظه شيشه‌اي می‌رسد. این مشكل را می‌توان با استفاده از پوشش آنتي‌رفلكس دیوار‌ه‌ها حل كرد.

پ‍ژوهشگران در بازل به سرپرستی پروفسور كريستين شوننبرگر، از همين روش در نانوالکترونیک استفاده كردند. آنها یک دستگاه آنتي‌رفلكس برای سیگنال‌های الکتریکی ساختند تا بازتابي که در زمان انتقال سيگنال از نانومولفه‌ها به مدارات بزرگتر رخ می‌دهد را كاهش دهند. برای این کار، آنها شکل خاصي از هادی‌هاي الکتریکی به طول خاص را با نانولوله‌های کربنی تزويج كردند. به اين ترتيب پ‍ژوهشگران قادر به جدا کردن سیگنال فرکانس بالا از نانومولفه خواهند بود.

 

مشكل تفاوت در امپدانس است

نانوساختارهاي تزويج شونده با هادی‌هاي بزرگتر دچار مشکل مي‌شوند زیرا امپدانس آنها كاملا متفاوت است. هر چه تفاوت در امپدانس بین دو ساختار بیشتر باشد تلفات در زمان انتقال بيشتر مي‌شود. تفاوت بین نانومولفه‌ها و هادی‌هاي ماکروسکوپی آنقدر بزرگ است که هیچ سیگنالي منتقل نمي‌شود مگر اینکه تمهيدات خاصي در نظر گرفته شده باشد. دستگاه آنتي‌رفلكس اين اثر را به حداقل می‌رساند و امپدانس‌ها را تنظيم مي‌كند تا تزويج کارآمدتر صورت بگيرد. این دستگاه دانشمندان را در رسيدن به هدف خود مبني بر استفاده از نانومولفه‌ها برای انتقال سیگنال در قطعات الکترونیکی نزدیک‌تر مي‌كند.

منبع

No tags for this post.