ترانزیستورهای نانولوله‌ای سرعت بالا

 

 

مهندسین آمریکایی اولین ترانزیستور سرعت بالا را از نانولوله‌های کربنی ساخته‌اند. پیتر برک و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا (در ایروین) نشان دادند که وسیله آنها (یک نانولولة تک‌دیواره که به صورت ساندویچ، بین دو الکترود طلا قرار گرفته است) ‌در فرکانس‌های میکروویو بسیار سریع کار می‌کند

. نتیجه حاصل،‌ گامی مهم در تلاش برای تولید اجزاء نانوالکترونیک است که می‌تواند جایگزین سیلیکون در کاربردهای الکترونیکی متعدد شود. امروزه مدارهای میکروالکترونیکی متداول، کوچک و کوچک‌ترشده، به نظر می‌رسد که طی دهة آینده به محدودیت‌های ناشی از خواص بنیادی سیلیکون برسند. خواص نیمه‌رسانایی نانولوله‌های کربنی، آنها را به جایگزینی مطمئن برای سیلیکون تبدیل می‌کند. هم‌اکنون این نانولوله‌ها در ساخت اجزاء الکترونیکی متعددی از جمله دیودها و ترانزیستورهای اثر میدانی به کار برده می‌شوند. ترانزیستورهای معمولی سه ترمینال دارند: الکترودهای سورس 1، درین 2 و گیت 3. الکترود گیت، چگالی الکترون‌ها را در ناحیه کروی ترانزیستور که معمولاً از مواد نیمه‌رسانا ساخته می‌شود، کنترل می‌نماید. تصویر SEM از نانولوله تک دیواره نیمه‌هادیS Li et al. 2004 Nano Lett. 4 753چنانچه چگالی الکترون بالا باشد، جریان از سورس به درین می‌رود و اگر چگالی پائین باشد، جریانی برقرار نمی‌شود. این خاصیت سبب می‌شود تا ترانزیستور همانند سوئیچ تبدیل عمل نماید. برک و همکارانش ترانزیستورهای خود را با قراردادن یک نانولوله تک‌دیواره به صورت ساندویچی بین الکترودهای طلائی سورس و درین (به شکل رجوع کنید) ساختند. هنگامی که آنها ولتاژ گیت را تغییر دادند، دریافتند که این مدار با فرکانس 6/2 گیگا هرتز کار می‌کند. این به معنای خاموش و روشن‌شدن (قطع و وصل) جریان در حدود 1/0 نانوثانیه است که باعث شده است تا این وسیله سریع‌ترین ترانزیستور نانولوله‌ای ساخته‌شده تاکنون باشد. در حال حاضر، این وسیله در دمای 4 درجه کلوین کار می‌کند. اما برک مطمئن است که می‌توان آن را طوری ساخت که در دمای اتاق کار کند. به‌علاوه او معتقد است که این ترانزیستور را می‌توان به نحوی ساخت که حتی در فرکانس‌های بالاتر نیز کار کند. وی می‌گوید: "تخمین من برای حد سرعت نظری این ترانزیستور1012 هرتز (تراهرتز) است که 1000 برابر سریع‌تر از سرعت رایانه‌های جدید می‌باشد

به در خواست یکی از بازدید کنندگان وبسایت در این پست دو مقاله  آموزشی در مورد چگونگی کار با نرم افزار proteus را برای شما بر روی وبسایت قرار داده ام .

نرم افزار پروتئوس یکی از نرم افزار های معروف و قدرتمند در رشته الکترونیک می باشد که از آن می توان برای طراحی و آنالیز مدارات الکترونیک استفاده کرد.

جالب است بدانید که این نرم افزار دارای دو بخش مجزا بوده که در یک بخش می توان مدار طراحی شده را آنالیز کرد و در بخش دیگر مدار می توان برای مدار طراحی شده pcb یا مدار چاپی ساخت که البته ساخت مدار چاپی در آن بسیار ساده تر نسبت به نرم افزار های مشابه مانند PROTEL است.

فرمت هر دو فایل به صورت pdf می باشد .

برای دانلود فایل اول اینجا کلیک کنید .  حجم : 1700 کیلوبایت

برای دانلود فایل دوم اینجا کلیک کنید . حجم : 500 کیلوبایت

پسورد فایل ها : www.amper.ir

با تشکر از سایت www.amper.ir

پژوهشگران دانشگاه واشنگتن به سرپرستي دکتر بابک پرويز- استاديار ايراني مهندسي برق اين دانشگاه - موفق شدند براي نخستين بار از درختان، جريان الکتريکي هر چند اندک ولي قابل اندازه گيري و به ميزان کافي براي راه اندازي يک مدار الکتريکي بگيرند.

به گزارش ايسنا، بر اساس تحقيق جديدي که در نشريه موسسه مهندسان برق و الکترونيک(Nanotechnology on Transactions IEEE The)  به چاپ رسيده، مي توان از درختان انرژي الکتريکي گرفت که هر چند ميزان آن اندک است، اما توليد آن در مقادير زياد و قابل توجه امکان پذير است.
پرويز درباره اين دستاورد جديد مي گويد:  تا جايي که ما مي دانيم اين اولين پژوهشي است که طي آن محققان موفق شده اند با چسباندن الکترودها به داخل يک درخت به طور کامل از آن برق به دست بياورند.
محققان دانشگاهMIT  در پژوهشي که سال گذشته انجام شد، دريافتند زماني که يک الکترود در درون گياه قرار گيرد و الکترود ديگر در خاک اطراف آن جاسازي شود، انرژي با ولتاژ بالاي 200 ميلي ولت از گياهان قابل دستيابي است.
اين محققان از آن زمان شرکتي را راه اندازي کردند، که حسگرهاي جنگلي در تعداد انبوه براي استخراج اين منبع انرژي الکتريکي جديد توليد کند.
مهندس بابک پرويز و تيم تحقيقاتي وي در دانشگاه واشنگتن هم در جست وجوي يک تحقيق آکادميک در حوزه استفاده از برق درختان به وسيله ساخت مدارهايي براي بيرون کشيدن اين انرژي بودند.
آنها براي نخستين بار موفق شدند يک مدار الکتريکي را تنها با استفاده از برق درخت به کار بيندازند.
اين محققان وسيله اي موسوم به «مبدل تقويتي» ابداع کرده اند که مي تواند با همين اندک برق موجود در درخت به کار بيفتد. اين وسيله ولتاژ پايين را دريافت کرده و آن را براي توليد برق و خروجي بيشتر ذخيره مي کند. براي مثال اين دستگاه اگر حداقل 20 ميلي ولت ورودي برق داشته باشد، خروجي آن 1/1 ولت خواهد بود که مي تواند حسگرهاي با مصرف پايين را به کار بيندازد.
به گزارش ايسنا، مهندس بابک پرويز تصريح کرد: هر چند ابزار الکتريکي معمولي با اين نوع ولتاژ و جريان برق ضعيف حاصل از درختان که ما به آن دست يافته ايم، قابل کار کردن نيستند، اما اين ميزان برق براي ابزار در مقياس هاي نانو قابل بهره برداري و سودمند است.
وي خاطر نشان کرد: با به بازار آمدن نسل هاي جديد فن آوري ها تصور مي کنم، ضرورت دارد که به گذشته باز گرديم تا دريابيم در زمينه  توليد منابع انرژي چه سيستم هاي کارآمد و چه تکنيک هايي ناکارآمد بوده اند.
مهندس پرويز تاکيد کرد: پديده تهيه برق از درخت کاملا متفاوت از آزمايشات معمولي است که با سيب زميني يا ليمو انجام شده است.
وي يادآور شد: هنوز دقيق معلوم نيست که اين ولتاژها از کجا مي آيند، اما به نظر مي رسد، برخي از سيگنال دهي ها در درختان شبيه به فرايند هايي هستند که در بدن انسان اتفاق مي افتد، اما سرعت آن پايين تر است.
پرويز که برق درختان را جايگزين انرژي خورشيدي براي بسياري از کاربردها نمي داند، ادامه داد: من مشتاق هستم که نتايج اين تحقيق را براي بررسي نحوه عملکرد درخت ها در اين زمينه آزمايش و بررسي کنم.

به نقل از خبرگزاری فارس دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست راه جدیدی برای تولید برق از درختان کشف کردند. آنها برای متفاوت ساختن این روش از روش تولید انرژی از مواد غذایی، از دو فلز همسان برای هر دو الکترود استفاده کردند.
دانشمندان پس از تحقیقات سه ماهه و نقشه‌برداری از ساختمان درخت‌های مختلف به این نتیجه رسیدند که درختان افرا با برگ‌های پهن می‌توانند جریان یکنواختی با ولتاژ بیش از چند صد میلی ولتاژ تولید کنند.
تیم تحقیقاتی با استفاده از دستگاه مبدل تقویت کننده ولتاژ توانست، ولتاژ 1/1 تولید کند که برای به کار انداختن حسگرهای کم توان کافی است.
یکی از اعضای تیم تحقیقاتی اذعان داشت: این نیروی درختی مانند انرژی خورشیدی کاربردی نیست اما این سیستم می‌تواند پیشرفت کند و به عنوان یک گزینه کم هزینه برای شارژ کردن حسگرهای درختی که به ردیابی شرایط محیطی یا آتش سوزی در جنگل کمک می‌کند، مورد استفاده قرار گیرد.