یکشنبه 17 تیر 1403 - 04:30
چقدر به ساخت تراشههایی که اتلاف انرژی ندارند، نزدیک هستیم؟
ایسنا/بیایید فکر کنیم که چه میشد اگر میتوانستیم راهی پیدا کنیم که جریانهای الکتریکی بدون اتلاف انرژی در دستگاهها و تراشهها حرکت میکردند؟ یک رویکرد امیدوارکننده برای این امر استفاده از موادی است که به عنوان عایقهای توپولوژیکی شناخته میشوند. آنها در ابعاد یک بعدی (سیم)، دوبعدی(ورق) و سه بعدی(مکعب) وجود دارند. فیزیکدانان نظری در دانشگاه اوترخت، با همکاری محققانی از دانشگاه شانگهای جیائو تونگ، کشف کردهاند که عایقهای توپولوژیکی ممکن است در بُعد ۱٫۵۸ نیز وجود داشته باشند، این میتواند برای پردازش اطلاعات با مصرف انرژی بهینه استفاده شود.
بیتهای کلاسیک، براساس جریانهای الکتریکی هستند. با این حال، در حین کار این الکترون با نقصها و ناخالصیهای موجود در مواد مواجه میشوند و انرژی خود را از دست میدهند. این چیزی است که وقتی دستگاه شما گرم میشود اتفاق میافتد؛ انرژی به گرما تبدیل میشود و بنابراین باتری شما سریعتر تخلیه میشود.
عایقهای توپولوژیکی مواد خاصی هستند که امکان عبور جریان را بدون اتلاف انرژی فراهم میکنند. آنها در سال ۱۹۸۰ کشف شدند و کاشف آنها جایزه نوبل را دریافت کرد. عایقهای توپولوژیکی وضعیت جدیدی از ماده را نشان میدهند. در داخل، عایقهای توپولوژیکی عایق هستند، در حالیکه در مرزهای آنها جریانهایی وجود دارد.
این امر آنها را برای کاربرد در فناوریهای کوانتومی بسیار مناسب میکند و میتواند مصرف انرژی جهان را به شدت کاهش دهد. فقط یک مشکل وجود داشت: این ویژگیها تنها در حضور میدانهای مغناطیسی بسیار قوی و دمای بسیار پایین، در حدود منفی ۲۷۰ درجه سانتیگراد، دیده شدند که باعث میشد برای استفاده در زندگی روزمره مناسب نباشند.
در دهههای گذشته، پیشرفت قابل توجهی برای غلبه بر این محدودیتها صورت گرفته است. در سال ۲۰۱۷، محققان کشف کردند که یک لایه دو بعدی بیسموت با ضخامت تک اتم، تمام خواص مناسب را در دمای اتاق، بدون حضور میدان مغناطیسی نشان میدهد. این پیشرفت استفاده از عایقهای توپولوژیکی در دستگاههای الکترونیکی را به واقعیت نزدیک کرد.
در کنسرسیوم QuMAT، فیزیکدانان نظری از دانشگاه اوترخت، همراه با محققان دانشگاه شانگهای جیائو تونگ، نشان دادهاند که بسیاری از حالتهای بدون اتلاف انرژی ممکن است بین یک و دو بعد وجود داشته باشند. به عنوان مثال در ابعاد ۱٫۵۸٫
شاید تصور ابعاد ۱٫۵۸ سخت باشد، اما این ایده بیشتر از آنچه فکر میکنید آشنا است. چنین ابعادی را میتوان در ساختارهای فراکتال مانند ریهها، شبکه نورونهای مغز یا کلم بروکلی رومانسکو یافت. آنها ساختارهایی هستند که مقیاس متفاوتی نسبت به اشیاء معمولی دارند که به آنها “ساختارهای خود مشابه” میگویند. اگر این ساختارها را با بزرگنماییهای بالا مشاهده کنید، دوباره و دوباره همان ساختار را خواهید دید.
به نقل از ستاد توسعه نانو، دانشمندان در چین با رشد یک عنصر شیمیایی(بیسموت) روی یک نیمهرسانا(آنتیموناید ایندیوم)، ساختارهای فراکتالی را به دست آوردند که به طور خود به خود و با تغییر شرایط رشد، تشکیل شده بودند. سپس دانشمندان در اوترخت به صورت تئوری نشان دادند که از این ساختارها، حالتهای گوشه صفر بعدی و حالتهای لبه یک بعدی بدون اتلاف انرژی دارند. این ساختار میتواند برای تولید تراشههای جدید با مصرف انرژی بسیار کم استفاده شود.
نتایج این مطالعه در نشریه Nature Physics منتشر شده است.
پربیننده ترین
-
عکس مسی درآمد؛ آخرین توپ طلا با آرایشگر ویژه!
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
آخرین وضعیت راهها در چهارمین روز از سال جدید؛ محور چالوس از شنبه دوباره بسته میشود
-
زنده؛ بیرانوند در یک قدمی استقلال
-
"دنا پلاس اتومات" بخریم یا "تارا اتومات؟"/ مقایسه اختصاصی "آخرینخودرو" از دو خودروی پرطرفدار
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (16)
-
5 نشانه ضعیف شدن ریه ها و بهترین روش تقویت آن چیست؟
-
لندکروزر یا ۲۰۶؟ / مقایسه جالب "آخرینخودرو" به بهانه سخنان جنجالی میرسلیم
-
سپ، برترین شرکت در خاورمیانه شد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (28)
-
ویدیو تست و بررسی فیدلیتی پرایم جدید در آخرین خودرو
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (14)
-
لحظه به لحظه با جدال پرسپولیس مقابل النصر
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (22)
-
یحیی مچ ساپینتو را خواباند / برد ارزشمند پرسپولیس در صدمین شهرآورد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (19)
-
چالش/بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (11)
آخرین اخبار
-
مقام فلسطینی: رویکرد رژیم صهیونیستی از هدف قراردادن نیروهای پلیس غزه ایجاد هرج و مرج است
-
حمایت نخست وزیر اسلواکی از تلاش اوربان برای پایان دادن به جنگ در اوکراین
-
نخست وزیر دولت پیشبرد امور یمن پیروزی پزشکیان در انتخابات ریاست جمهوری را تبریک گفت
-
توصیههای مهمترین کارشناس پنالتی، برای پنالتی زدن
-
پایان حضور نظامی آلمان در نیجر
-
پست اکانت رسمی تیک تاک یورو به پایان کار کریستیانو در این رقابت ها
-
خاطره هادی طباطبایی از فصلی که استقلال میتوانست بدون شکست قهرمان شود
-
فندایک: فقط قهرمانی یورو ما را راضی میکند!
-
چالهان اوغلو: نباید عقب میکشیدیم!
-
اذعان روزنامه صهیونیستی به شکست نتانیاهو؛ حماس حکومت را در غزه در دست خواهد داشت
-
پیشبینی خیابانی و خداداد از فینال یورو
-
ستاره هلند: به حذف نزدیک بودیم ولی تا آخر جنگیدیم
-
مورد جالب مهاجم ترکیه؛ صفر دقیقه بازی و یک کارت
-
گفتگو جالب با هواداران پیش از بازی فرانسه و پرتغال
-
ادامه دردسرهای اسپانیا؛ دو مصدوم جدید اضافه شدند
سایر اخبار مرتبط
نظرات
ثبت نظر
مهمترین اخبار
خزان بورس در بهار ۱۴۰۳
شنبه 16 تیر 1403 - 22:20:00
ارز، بهار را برای خودرو خزان کرد
شنبه 16 تیر 1403 - 21:00:00
ارزش سهام عدالت چقدر شد؟
شنبه 16 تیر 1403 - 22:00:00
پیش بینی قیمت طلا و سکه ۱۷ تیر ۱۴۰۳
شنبه 16 تیر 1403 - 21:30:00
احراز هویت در امضای الکترونیکی سطح دو غیر حضوری شد
شنبه 16 تیر 1403 - 20:30:00