ترانزیستور نوری ازیک ملکول تولید شد

به گزارش ایسنا، در حالی که با پیشرفت‌های روزافزون در دنیای رایانه، ارتباطات اینترنتی و رایانه‌یی هر روز مستلزم زیرساخت‌های سخت‌افزاری قویتر برای رسیدن به سرعت و قدرت بیشتر هستند، CPU های رایج از میلیون‌ها ترانزیستور تشکیل شده‌اند با مشکلات و محدودیت‌های زیادی از جمله افزایش شدید دما مواجه‌اند.

در این راستا دانشمندان از سالها قبل در پی تولید مدارات مجتمعی هستند که به جای الکترون برپایه فتون‌های نوری کار کنند. ایده‌ای که نه تنها مشکل ایجاد گرما در CPU ‌ها را بر طرف می‌کند بلکه نیاز فزاینده به افزایش سرعت عملکرد تجهیزات رایانه‌یی را نیز به خوبی پاسخ می‌دهد.

دکتر وحید صندوقدار، استاد آزمایشگاه شیمی فیزیک موسسه فن‌آوری فدرال سوئیس در زوریخ در تشریح تحقیقات خود گفت: ما با مقایسه وضعیت کنونی این فن‌آوری با فن‌آوری های الکترونیکی تاحدودی به آمپلی فایرهای لوله خلا نزدیکتر شدیم که حدود 50 برابر قوی تر از مدارهای پیوسته امروزی هستند.

به همین خاطر است که دانشمندان گاهی اوقات تلاش کرده اند راه‌هایی را برای تولید مدارهای پیوسته پیدا کنند که به جای الکترون‌ها براساس فوتون‌ها کار می کنند.

علت آن است که فوتون‌ها فقط گرمای کمتری نسبت به الکترونها تولید نمی کنند بلکه همچنین می توانند به میزان قابل توجهی سرعت‌های انتقال دیتا را بالا ببرند.

این استاد ایرانی و تیم وی در خلق ترانزیستور نوری از یک مولکول منفرد از این واقعیت بهره گرفتند که انرژی یک مولکول قابل اندازه گیری است: وقتی نور لیزر به مولکولی برخورد می کند نور جذب می شود . در نتیجه پرتو لیزری سرد می شود.

در مقابل امکان آزاد کردن مجدد انرژی جذب شده و شیوه ای هدفمند با پرتو نور ثانویه وجود دارد. این حالت به این دلیل رخ می دهد که پرتو نور وضعیت کوانتومی خود را تغییر می دهد و در نتیجه پرتو نور تقویت شده و شدت پیدا می کند.

این پدیده تصاعد تحریک نشده نام دارد که حدود 90 سال پیش آلبرت انیشتن آن را توصیف کرد و همچنین اساسی را برای شکل گیری اصل لیزر تشکیل می دهد؛ بنابراین بخش‌های قطعه‌ای مانند ترانزیستور جدید تک مولکولی راه را برای ساخت رایانه های کوانتومی هموار می سازد.

صندوقدار می گوید: هنوز سالهای بسیار زیاد تحقیق لازم است تا بتوان در ترانزیستورها فوتون‌ها را جایگزین الکترون‌ها کرد؛ اما دانشمندان در میانه این راه خواهند آموخت که چطور سیستم‌های کوانتومی را در یک مسیر هدفدار دستکاری و کنترل کنند تا به رویای ساخت رایانه کوانتومی نزدیکتر شوند.

دکتر صندوقدار چند سال پیش نیز با همکاری محققان این مرکز و فیزیکدانان دو موسسه آلمانی در راستای تحقیقات آزمایشگاهی خود در زمینه تغییرات نانوآنتن‌ها موفق به ساخت نخستین سیستم میکروسکوپی مبتنی بر نانوآنتن جهان شد که می‌تواند بدون دریافت نور از نمونه، از آن تصویربرداری کند.

این دانشمند ایرانی و همکارانش در موسسه فن‌آوری فدرال سوئیس (ETH) در زوریخ، موسسه Zuse در برلین و دانشگاه Potsdam در آلمان، کار را با سوار کردن یک نانوذره طلا به اندازه 100 نانومتر به نوک یک فیبر شیشه‌یی آغاز کردند. سپس یک نور سفید نشر شده از یک لامپ گزنون را بر روی نانوذره متمرکز کرده و باعث شدند این نانوآنتن شروع به ارتعاش کند. در نهایت، طول موج ارتعاش و پهنای باند آنتن را همزمان با پیمایش سطح نمونه اندازه‌گیری کرده و توانستند با کشیدن نقشه تغییرات این کمیت‌ها در قسمت‌های مختلف نمونه، تصویری از سطح به دست آورند.

پروفسور وحید صندوقدار که در سال 1345 در تهران متولد شده، تحصیلات متوسطه خود را در دبیرستان سازمان ملی پرورش استعدادهای درخشان (علامه حلی) و تحصیلات لیسانس خود را در دانشگاه کالیفرنیا در دیویس به پایان برده و پس از طی تحصیلات کارشناسی ارشد و دکتری در دانشگاه «ییل» آمریکا از سال 2001 به عنوان استاد تمام در آزمایشگاه شیمی فیزیک موسسه فن‌آوری فدرال سوئیس (ETH) فعالیت دارد.