ابداع دستگاهی در مقیاس نانو برای تولید امواج پرقدر خبرگزاری علم و فناوری - ابداع دستگاهی در مقیاس نانو برای تولید امواج پرقدرتی از تراهرتز

ابداع دستگاهی در مقیاس نانو برای تولید امواج پرقدرتی از تراهرتز

محققان EPFL به همراه دانشمند ایرانی خود برای اولین بار دستگاهی در مقیاس نانو را ابداع کردند که امکان تولید امواج قدرت بالا terahertz را فراهم می کند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل و به نقل از تک اکسپلوریست؛ امواج THz نوعی پرتوهای غیر یونیزه کننده هستند، به این معنی که هیچ خطری برای سلامتی انسان ندارند. این فناوری قبلاً در برخی از فرودگاه ها برای اسکن مسافران و ردیابی اشیا و مواد خطرناک مورد استفاده قرار گرفته است.

علیرغم داشتن وعده های بزرگ، این فناوری فقط در مکان های محدود به دلیل هزینه و روند کار فعال و دشوار استفاده می شود.

یک فناوری جدید که در EPFL ایجاد شده است می تواند همه اینها را تغییر دهد.

این تیم در آزمایشگاه تحقیقاتی الکترونیکی (PowerLab) به سرپرستی پروفسور الیسون ماتیولی، یک دستگاه نانو "nanodevice" را تولید کرده اند که امکان تولید امواج قدرت بالا terahertz را فراهم می کند. Nanodevice تنها با اندازه گیری 1 نانومتر، سیگنال های قدرت بسیار بالایی را تنها در چند پیک ثانیه یا یک تریلیونم ثانیه تولید می کند - که امواج THz با قدرت بالا تولید می شود.

علاوه بر این، بیش از ده برابر سریعتر از سریعترین ترانزیستورهای امروز و تقریبا 100 برابر سریعتر از ترانزیستورهای موجود در رایانه های شما کار می کند.

این دستگاه در هر زمان امواج از شدت زیاد از منبع ریز تولید می کند. این کار با تولید یک "جرقه" قدرتمند، با ولتاژ افزایش یافته از 10 ولت (یا پایین تر) تا 100 ولت در دامنه یک پیک ثانیه صورت می گیرد. این دستگاه برای تولید مداوم این جرقه مجهز است، به این معنی که می تواند حداکثر 50 میلیون سیگنال را در هر ثانیه تخلیه کند. در نقطه ای که به سمت آنتن ها می چسبید، سیستم می تواند امواج THZ پرقدرت تولید کند و تابش کند.

این دستگاه مجهز به دو صفحه فلزی است که در فاصله 20 نانومتری از یکدیگر قرار دارند. هنگام اعمال ولتاژ، الکترون ها به سمت یکی از صفحات حرکت می کنند، جایی که آنها نانو پلاسمایی را تشکیل می دهند.

پس از رسیدن ولتاژ به آستانه مشخص، الکترونها تقریباً فوراً به صفحه دوم ساطع می شوند. این حرکت سریع که توسط چنین سوییچ های سریع فعال می شود، پالس با شدت بالا ایجاد می کند که امواج با فرکانس بالا تولید می کند.

پروفسور الیسون ماتولی، رهبر تحقیق و توسعه گفت: به طور معمول، دستیابی به مقادیر بالا برای هر دو متغیر غیرممکن است. دستگاه های نیمه هادی با فرکانس بالا از نظر اندازه نانو هستند. آنها فقط می توانند قبل از بیرون آمدن با چند ولت کنار بیایند. در همین حال، دستگاههای پرقدرت برای تولید امواج تراهرتز بسیار بزرگ و کند هستند. راه حل ما بررسی مجدد میدان قدیمی پلاسما با استفاده از تکنیک های ساخت نانو مقیاس هنری برای ارائه دستگاه جدید برای دستیابی به این محدودیت ها بود.

دستگاه جدید همه متغیرها را به شدت تحت فشار قرار می دهد: فرکانس بالا، قدرت بالا و نانولوله معیارهایی نیستند که معمولاً در همان جمله می شنوید.

محمد سمیزاده نیکو، دانشجوی دکتری POWERlab گفت: این نانودستگاه ها از یک طرف، سادگی و هزینه بسیار بالایی را به همراه دارند، و از طرف دیگر عملکرد بسیار خوبی دارند. همچنین، آنها می توانند با سایر دستگاه های الکترونیکی مانند ترانزیستور ادغام شوند. با توجه به این خصوصیات منحصر به فرد، نانوپلاسما می تواند آینده متفاوتی را برای منطقه الکترونیکی فوق سریع ایجاد کند.

این فناوری که می تواند بر روی یک تراشه یا یک رسانه انعطاف پذیر نصب شود، می تواند روزی در تلفن های هوشمند و سایر دستگاه های نگه دار نصب شود. اثری که نخستین بار توسط دکتر سمیزاده نیکو، در مجله  Nature منتشر شده است.

زمان انتشار: جمعه ۸ فروردین ۱۳۹۹ - ۱۹:۵۴:۵۹

شناسه خبر: 86845

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب