به گزارش ایسنا، مهندس محمد سمیع‌زاده دانش آموخته‌ی مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد دانشگاه شریف و دانشجوی دکترای EPFL با همکاری تیم تحقیقاتی دانشگاه EPFL سوئیس موفق به چاپ مقاله‌ای با عنوان “Nanoplasma-enabled picosecond switches for ultrafast electronics”  “سوئیچ‌های پیکوثانیه‌ای مبتنی بر نانوپلاسما برای الکترونیک فوق سریع “در مجله نیچر شد.

این  دانش آموخته‌ی دانشگاه شریف با همکاری تیم تحقیقاتی دانشگاه  EPFL موفق به ساخت یک قطعه‌ی مایکرو/نانو الکترونیکی جدید شده‌اند که قادر است ۱۰ برابر سریع تر از بهترین ترانزیستورهای حال حاضر و ۱۰۰ برابر سریع‌تر از ترانزیستورهای موجود در رایانه‌ی شما عمل کند. این قطعه‌ی الکترونیکی جدید، امکان تولید امواج تراهرتز پرقدرت را فراهم می‌کند. این امواج، که تولید آن‌ها تا پیش از این بسیار دشوار بوده است، در کاربردهای متنوعی از قبیل تصویربرداری، مخابرات فوق سریع و همچنین حسگرهای بسیار پیشرفته قابل استفاده هستند. این قطعه که قادر به تولید امواج بسیار پرقدرت و سریع (در حد پیکوثانیه: یک هزارمیلیاردم ثانیه) است، می‌تواند منجر به روش‌های نوین درمانی، از قبیل درمان سرطان شود که نتایج این نوآوری به تازگی در مجله Nature منتشر شده است.

تراهرتز که طیف آن بین مایکروویو (الکترونیک) و مادون قرمز (اپتیک) قرار دارد، شامل امواج فوق سریعی می‌شود که بین ۱۰۰ میلیارد تا ۳۰ هزار میلیارد در ثانیه نوسان می‌کنند. ویژگی‌های شگفت انگیز این امواج، آن‌ها را از سایر امواج متمایز می‌سازد: امکان عبور از کاغذ، لباس، چوب و دیوار، علی‌رغم طول موج بسیار کوچک که امکان تصویربرداری بسیار دقیق از پشت موانع را فراهم می‌کند. این امواج همچنین می‌توانند برای تشخیص گازها و ارزیابی آلودگی هوا مورد استفاده قرار گیرند. اما مهمترین نکته درباره‌ی تراهرتز، سرعت بسیار بالای آن است: سرعت نوسان این امواج از تمامی امواج دیگر موجود در الکترنیک بیش‌تر است؛ این ویژگی امکان مخابرات فوق سریع را فراهم می‌سازد که به‌طور معمول غیر ممکن است. امواج تراهرتز برای بدن کاملا بی‌ضرر هستند.

با وجود ویژگی‌های منحصر به فرد امواج تراهرتز، تاکنون تولید آن‌ها بسیار دشوار و پرهزینه بوده که امکان استفاده گسترده را میسر نمی‌ساخته است. اما تکنولوژی جدید معرفی شده توسط محققان، می‌تواند آینده‌ی الکترونیک فوق‌سریع را متحول سازد. قطعه‌ی جدید الکترونیکی که قابلیت پیاده‌سازی روی تراشه‌ها و همچنین سطوح انعطاف‌پذیر را دارد، می‌توان روزی در تلفن‌های همراه نصب شود.

این قطعه جدید که سوئیچِ نانوپلاسما نام دارد، مبتنی بر فیزیک پلاسما در ابعاد بسیار کوچک کار می‌کند؛ مکانیزمی کاملا متفاوت با ترازیستور. یک میدان الکتریکی بسیار قوی در ابعادی کوچک، سبب نشر الکترون می‌شود. این جریان الکترونی منجر به ایجاد یک مسیر هادی جریان می‌شود که می‌تواند در ابعادی به کوچکی ۲۰ نانومتر شکل گیرد (هر نانومتر، ۱ میلیاردم متر است). انتقال فوق سریع الکترون‌ها، سبب تغییر وضعیت از حالت عایق به هادی می‌شود که ایده‌ی اصلی یک کلید است. با مجتمع‌سازی نانوپلاسما با یک آنتن روی یک تراشه، امواج بسیار پرقدرت تراهرتز تولید می‌شود.

بنا بر اعلام روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، به گفته‌ی محمد سمیع‌زاده؛ این قطعه‌ی الکترونی، از طرفی بسیار ساده و ارزان است و از طرف دیگر کارایی بسیار بالایی دارد. همچنین، این قطعه این امکان را دارد تا در کنار قطعات دیگر الکترونیکی، از قبیل ترانزیستورها و دیودها، در یک مدار مجتمع کار کند. این ویژگی‌های منحصر به فرد، می‌تواند آینده متفاوتی را برای الکترونیک فوق سریع ترسیم کند. علاوه براین، ساخت این قطعه، نیازمند تجهیزات بسیار پیشرفته نیست، در نتیجه می‌تواند توسط محققان در ایران مورد استفاده قرار گیرد.

انتهای پیام

منبع:ایسنا