يکي از اجزاي اصلي کامپيوترهاي کوانتومي در آينده
اشاره:
ساينس ديلي به‌تازگي گزارشي را منتشر کرد که موضوع آن ساخت يک ترانزيستور تک‌الکتروني بود. اين ترانزيستور که محققان چند دانشگاه در توسعه آن سهيم بوده‌اند، هنوز يک محصول آزمايشگاهي محسوب مي‌شود که مي‌تواند در آينده به عنوان يکي از اجزاي اصلي کامپيوترهاي کوانتومي به شمار آيد

ساينس ديلي به‌تازگي گزارشي را منتشر کرد که موضوع آن ساخت يک ترانزيستور تک‌الکتروني بود. اين ترانزيستور که محققان چند دانشگاه در توسعه آن سهيم بوده‌اند، هنوز يک محصول آزمايشگاهي محسوب مي‌شود که مي‌تواند در آينده به عنوان يکي از اجزاي اصلي کامپيوترهاي کوانتومي به شمار آيد.

گروهي از پژوهشگران دانشگاه پيتسبورگ توانسته‌اند ترانزيستوري تک‌الکتروني بسازند. اين موفقيت را مي‌توان سرآغازي بر ساخت حافظه‌هاي کامپيوتري جديد و قدرتمندتر و نيز شروعي بر ساخت تجهيزات الکترونيکي پيشرفته دانست. ضمن اين‌که اين ترانزيستور مي‌تواند جزء اصلي کامپيوترهاي کوانتومي آينده محسوب شود. به گزارش نيچر نانوتکنولوژي، بخش مرکزي اين ترانزيستور، به اصطلاح جزيره‌اي که قطر آن تنها 1,5 نانومتر است فقط با يک يا دو الکترون کار مي‌کند. چنين قابليتي باعث مي‌شود تا بتوانيم از اين ترانزيستور در گستره وسيعي از کاربردهاي ديگر‌استفاده کنيم که از آن جمله مي‌توان به‌ساخت حافظه‌هاي بسيار فشرده يا پرچگال و پردازنده‌هاي کوانتومي اشاره كرد. همچنين به کارگيري اين ترانزيستورها مي‌تواند ساخت تجهيزات پيشرفته‌اي را در پي داشته باشد که مي‌توان از آن‌ها در حل برخي از پيچيده‌ترين مسائل بهره گرفت؛ مسائلي که حل آن‌ها حتي با استفاده از مجموعه‌ بزرگي از کامپيوترها ميلياردها سال زمان مي‌برد.

به گفته جرمي لوي، پژوهشگر ارشد و پروفسور فيزيک و ستاره‌شناسي در کالج هنر و علوم دانشگاه پيتسبورگ، از اين جزيره مرکزي کوچک مي‌توان در ساخت يک اتم مصنوعي جهت توسعه مجموعه‌هاي جديدي از مواد الکترونيکي مصنوعي بهره‌برد. براي نمونه مي‌توان به ساخت ابررسانا‌هايي اشاره کرد که قابليت‌هاي جديدي دارند که در ديگر مواد طبيعي يافت نمي‌شود. لوي‌ در اين پژوهش با گوانگلي‌چنگ دانشجوي فارغ‌التحصيل رشته فيزيک و ستاره‌شناسي‌ و نيز فنگ بي، دانيلا بوگورين و چنگ سن از پژوهشگران فيزيک و ستاره‌شناسي اين دانشگاه همکاري مي‌کرد. پژوهشگران دانشگاه پيتسبورگ همچنين با گروه تحقيقاتي ديگري از دانشگاه ويسکانسين همکاري داشتند که سرپرستي آن‌ها به عهده چانگ بئوم‌ائوم پروفسور علوم و مهندسي مواد بود و سه پژوهشيار، يعني چانگ وون بارک، جائه وان پارک و چاد فولکمن او را همراهي مي‌کردند. اعضاي ديگر اين گروه عبارت بودند از، گيلبرتو مدريوس ريبريو از HP Labs و پابلو اف. سيلس از دانشجويان دکتراي دانشگاه کامپيناس برزيل. لوي و همکارانش اين محصول جديد را SketchSET نام‌گذاري کردند. آن‌ها با استفاده از يك روش جديد، سيم و ترانزيستورهايي ساخته‌اند که ابعاد آن‌ها در مقياس نانومتر است و در لايه کريستالي استرونتيوم تيتانيت و يک لايه واسط 1,2 نانومتري از لانتانيوم آلومينيت قرار مي‌گيرند. اين قطعه‌هاي الکترونيکي، مي‌توانند حذف شوند و در لايه واسط دوباره مورد استفاده قرار بگيرند. Sketch-SET نخستين ترانزيستور تک‌ا‌لکتروني است که به طور کامل از مواد اکسيدي (شامل جزيره‌اي که مي‌تواند تا دو الکترون را در خود جاي دهد) ساخته شده‌است. با توجه به اين‌که تعداد الکترون‌هاي موجود در جزيره صفر، يک يا دو عدد باشد، خواص رسانش متفاوتي ايجاد مي‌‌شود. همچنين سيم‌هايي که از يک ترانزيستور کشيده مي‌شوند الکترون‌هاي ديگر را در گستره جزيره جابه‌جا مي‌کنند. يکي از مزيت‌هاي ترانزيستورهاي تک‌الکتروني حساسيت بسيار بالاي آن نسبت به بار الکتريکي است. ويژگي ديگر مواد اکسيدي فروالکتريسيته1 آن‌ها است که باعث مي‌شود ترانزيستور بتواند به صورت يک حافظه جامد (solid-state) عمل کند. وضعيت فروالکتريسيته مي‌تواند در غياب الکتريسيته خارجي کنترل تعدادي از الکترون‌هاي موجود در جزيره را به دست بگيرد که در نتيجه از اين ويژگي‌ مي‌توان در نمايش وضعيت 0 يا 1 يک خانه حافظه استفاده کرد. به گفته لوي اگر يک حافظه کامپيوتري اين ويژگي را داشته باشد، خواهد توانست اطلاعات را حتي زماني که خود پردازنده خاموش شده‌است در خود نگه دارد. همچنين احتمال داده مي‌شود، ويژگي فروالکتريسيته نسبت به تغييرات ناچيز فشار در مقياس نانومتر حساس باشد و در نتيجه بتوان از قطعه‌هاي مبتني بر اين فناوري به عنوان بار يا حسگر نيرو در مقياس نانو
استفاده کرد.

پي‌نوشت‌ها:
 

1- بعضـــي از مــواد ويژگـــي فــروالکتريسيتــه (Ferroelectricity) دارند، يعني به طور ذاتي داراي قطبيدگي (دو قطبي بودن) الکتريکي هستند. اگر ب

منابع:ساينس ديلي
http://news.parseek.com
ارسال توسط کاربر محترم سايت : esfahaniran88