دانشمندان در حال توسعه نسل جدید از مدارهای الکترونیکی مبتنی بر سوییچ‌های اپتواکسیتونی هستند که گرمای زیادی تولید نکرده و بدون نیاز به سیستم خنک‌کننده در دمای اتاق فعالیت می‌کنند. جزئیات بیشتر را در شهر سخت افزار بخوانید.
پژوهشگران دانشگاه میشیگان فناوری نوینی توسعه داده‌اند که یکی از محدودیت‌های اصلی دنیای الکترونیک را حذف کرده است. این فناوری با نام سوئیچ اپتواکسیتونی امکان ساخت مدارهای الکترونیکی را میسر ساخته که هیچگونه حرارت اضافی تولید نمی‌کند.
سوییچ‌های سنتی با استفاده از بار الکتریکی مسیر جریان الکترون‌ها را کنترل می‌کنند و به همین دلیل گرمای زیادی تولید می‌شود. به همین علت است که پی سی یا لپ‌تاپ‌ها هنگام اجرای بازی‌های سنگین داغ می‌شوند.
در سوییچ‌های اپتواکسیتونی از ذرات خنثی موسوم به اکسیتون استفاده می‌شود. اکسیتون‌ها زمانی شکل می‌گیرند که یک الکترون در اتم کمی جابجا می‌شود و یک «جای خالی» ایجاد می‌کند. این جای خالی و الکترون کنار هم ذره‌ای خنثی تشکیل می‌دهند که هنگام انتقال اطلاعات گرما تولید نمی‌کند.
سوئیچ اپتواکسیتونی و نسل بعدی مدارهای الکترونیکی
دانشمندان برای نخستین بار از اکسیتون‌ها در ساخت سوییچی استفاده کردند که عملکردی فراتر از سوییچ‌های فوتونیکی مرسوم دارد. اساتید دانشگاه میشیگان اعلام کرده‌اند که برخلاف الکترون‌ها، اکسیتون‌ها هنگام انتقال انرژی گرما تولید نمی‌کنند.
دستگاه جدید با بهره‌گیری از اکسیتون‌ها توانسته است اطلاعات را بدون تولید حرارت منتقل کند و سوییچ‌های آن تا 100 برابر کوچک‌تر از نمونه‌های معمولی هستند. هدف بلندمدت این پژوهش، ساخت مدارهای الکترونیکی است که نیازی به فن نداشته باشند و شارژدهی دستگاه‌ها به شکل قابل توجهی افزایش یابد.
در این مسیر یکی از چالش‌های اصلی تیم تحقیقاتی، هدایت اکسیتون‌ها بود. زیرا اکسیتون‌ها برخلاف الکترون‌ها، خنثی هستند و نمی‌توان با بار الکتریکی مسیر آن‌ها را کنترل کرد. برای حل این مشکل دانشمندان از فوتون‌ها به عنوان راهنما استفاده کردند و اکسیتون‌ها را روی مسیرهای باریکی به حرکت واداشتند.
دانشمندان امیدوارند با توسعه سوییچ‌ها و مدارهای اپتواکسیتونی، بزرگ‌ترین مشکل مدارهای الکترونیکی، یعنی تولید حرارت حل شود و در نتیجه اندازه دستگاه‌ها کوچک‌تر و بازده آن‌ها به طور چشمگیری افزایش یابد.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت