مدارهای فوقسریع
دانشگاه ملی سنگاپور موفق به طراحی و ساخت مدارهایی شده که قادر است در فرکانس صدها تراهرتز فعالیت کند؛ یعنی سرعتی دهها هزار برابر ریزپردازندههای مدرن امروزی! این اختراع نو از فرآیندی فیزیکی موسوم به مجراسازی کوانتومی پلازمونیک بهره میگیرد. در این فرآیند با دستکاری ملکولهای دستگاه الکترونیکی، میتوان فرکانس سیگنالها را در مقیاس صدها هزار هرتز دستکاری کرد. انتظار میرود در آینده شاهد استفاده از این مدارها در رایانههای فوقسریع یا دستگاههای اکتشاف نانو باشیم.
سفری برای رسیدن به مافوق ریز و مافوق سریع
از نور به عنوان حامل اطلاعات در کابلهای فیبرنوری استفاده میشود. عناصر فوتونی (نوری) در عین بزرگی قادر به عملیات با سرعت شگفتیآور 100 تراهرتز، حدود 10 هزار برابر رایانههای رومیزی امروزی هستند. البته به این علت که دستگاههای امروزی نانو در اندازههای خیلی کوچکتری فعال هستند، ترکیب سرعت خارقالعاده عناصر فوتونی با دستگاههای نانو بسیار مشکل است.
مدتهاست دانشمندان میدانند نور قادر است با فلزات خاصی تعامل کرده و به شکل پلازمان ـ نوسانات فوق سریع الکترونها که میتوان در مقیاس نانو دستکاری کرد ـ مورد استفاده قرار بگیرد. ظاهرا این پلازمانهای ذرهای در مقیاسی برابر با اتم خلق میشوند. بنابراین در حال حاضر فناوری شبیهسازی فقط قادرند به مقیاسهایی در حد پنج نانومتر یا بزرگتر برسند. از این رو بررسی روی اثرات پلازمانهای ذرهای با مشکل روبهروست.
در این تحقیق سرنوشتساز، محققان به این نتیجه رسیدند که استفاده از پلازمانهای ذرهای در مقیاسهای به نسبت بزرگتر و برای کاربردهای حقیقی مناسب خواهد بود. آنها با موفقیت توانستند نمونهای از مدار الکترونیکی ملکولی را با استفاده از دو همنواگر پلازمانیک بسازند. مدار الکترونیکی ملکولی سازهای است که میتواند نور را به شکل پلازمان و با فاصله لایهای از جنس ملکول و دقیقا به مقیاس یک ملکول جذب کند. لایه ملکولی، اثرات مجرای پلازمانی ذرهای را فعال کرده و مدار را قادر میسازد در مقیاس تراهرتزی عمل کند. برای اندازهگیری این مقیاسهای آپتو ـ الکترونیک از یک فن پیشرفته میکروسکوپی الکترونی با وضوح نانومتری استفاده شده است. این اندازهگیریها بودند که از وجود حالت پلازمان ذرهای و امکان کنترل آن با دستکاری مشخصههای ملکولی دستگاهها پرده برداشتند.
Spacemart / مترجم: سیاوش شهبازی
گفت و گو
