علم و فن آوری درباره وبلاگ این وبلاگ مخصوص کسانی است که می خواهنند اطلاعات عمومی خودشان را بالا ببرند. من هم افتخار می کنم که باعث افزایش اطلاعات عمومی شما می شوم. welcome آرشيو وبلاگ نويسندگان نانوالکترونیک چیست؟![]() فن آوری نانو نقطه همگرایی علوم مختلف در آینده است. در این میان یکی از پرکاربردترین شاخه ها نانو الکترونیک می باشد. امروزه افزایش ظرفیت ذخیره داده، افزایش سرعت انتقال آن و کوچک کردن هر چه بیشتر وسائل الکترونیکی و به خصوص ترانزیستورها دارای اهمیت بسیاری است زیرا کوچک تر شدن ابعاد وسائل الکترونیکی علاوه بر افزایش سرعت پردازش، توان مصرفی را نیز کاهش می دهد و نانو الکترونیک می تواند در رسیدن به ابعاد هر چه کوچک تر راهگشا باشد. برای آشنایی بیشتر با این فن آوری و درک عمیق تر پدیده های گوناگونی که در ابعاد نانو متر روی می دهد و در نتیجه تحلیل دقیق نتایج و اصلاح اصولی روش های آزمایش، باید علوم پایه ای نظیر فیزیک کوانتوم و مکانیک کوانتومی و فیزیک حالت جامد مورد مطالعه قرار بگیرند.
اهداف: در دهههای اخیر شاهد پیشرفتهای زیادی در زمینه افزایش قابلیت ذخیره اطلاعات روی حافظهها و همچنین کاهش اندازه آنها بودهایم که نتیجه آن دو برابر شدن سرعت پردازش در عرض هر 18 ماه بوده است و این، انتظار تحولی عظیم در صنعت میکروالکترونیک را طی 15 سال آینده از نظر بنیادی و اقتصادی نوید میدهد. اکنون نیز تحقیقات ادامه داشته و هدف از آن تولید خواص نمونه و شکل ظاهری جدید و در نتیجه خلق نانوالکترونیک جدید است.
کاربرد نانوالکترونیک در صنعت: با استفاده از این فناوری میتوان ظرفیت ذخیرهسازی اطلاعات را در حد ۱۰۰۰ برابر یا بیشتر افزایش داد که این نهایتاً به ساخت ابزارهای ابرمحاسباتی به کوچکی یک ساعت مچی منتهی میشود. ظرفیت نهایی ذخیره اطلاعات به حدود یک ترابیت در هر اینچ مربع رسده، و این امر موجب ذخیره سازی ۵۰ عدد DVD یا بیشتر در یک هارد دیسک با ابعاد یک کارت اعتباری میشود. ساخت تراشهها در اندازههای فوقالعاده کوچک بهعنوان مثال در اندازههای ۳۲ تا ۹۰ نانومتر، تولید دیسکهای نوری ۱۰۰ گیگابایتی در اندازههای کوچک نیز از دیگر محصولات آن میباشد. نمونه هایی از کاربرد فن آوری نانو در الکترونیک: 1) کربن نانو تیوب ها (carbon nanotubes) نانو تیوب ها دارای فرم لوله ای با ساختار شش ضلعی هستند. نانو تیوب ها را می توان صفحات گرافیتی فرض کرد که لوله شده اند. بر اساس محور چرخش صفحات نانو تیوب ها می توانند رسانا یا نیمه رسانا باشند. ![]() به علت اینکه کربن با سه پیوند همچنان دارای یک اوربیتال خالی p می باشد ، حرکت موجی الکترون ها به راحتی در سطح بیرونی این لوله ها صورت می گیرد. این ساختار کربنی علاوه بر رسانایی بالا دارای استحکام مکانیکی بسیار خوبی نیز است. البته در کنار این مزایا مشکلاتی نیز وجود دارد. اغلب فرآیند های ساخت نانو تیوب ها به گو نه ای می باشند که امکان کنترل و نظارت کامل در طول فرآیند وجود ندارد به عنوان مثال تعیین قطر دقیق و یکسان برای لوله های کشت شده در یک محیط، کنترل تولید نانو لوله های تک دیواره و یا چند لایه و یا ساخت نانو لوله های مستقیم و بدون خم شدگی با طول زیاد از مسائلی است که هنوز در فرآیند بهبود کیفیت تولید نیاز به مطالعه و تحقیقات بیشتری دارد. همچنین به علت پدیده تونل زنی الکترون که یک پدیده کوانتومی است امکان افزایش نشتی جریان و در نتیجه افزایش تلفات وجود دارد که بررسی روش های کاهش احتمال تونل زنی از جمله کارهایی است که می توان انجام داد. از کربن نانو تیوب ها به دلیل رسانایی بالا و مقاومت کم در دمای محیط در ساخت کانال هدایت ترانزیستورها ، نوک میکروسکوپ های عکسبرداری در ابعاد نانو استفاده می شود. 2 ) نانو ترانزیستورها (nanotransistors) طبق قانون مور( MOORE Law) تعداد ترانزیستورها در واحد سطح تراشه های الکترونیکی در هر بازه 10 تا 18 ماهه دو برابر می شود. نام فن آوری رایج امروز در ساخت ترانزیستورها، MOSFET می باشد که بر پایه استفاده از سیلیکون است. کوچکتر شدن ابعاد ترانزیستورها در MOSFET دارای مشکلاتی است که از جمله آن نشتی های جریان متفاوتی است که ایجاد می شود. یکی از روش های حل این مشکل ساخت تراتزیستورها با استفاده از نانو سختارها و به خصوص نانو تیوب ها می باشد. 3 ) محاسبه گر ها در مقیاس نانو ( nanocomputers) امروزه در زمینه های مختلف از جمله فن آوری نانو پیوند میان رشته های مختلف علوم امری انکار ناپذیر است. از جمله نتایج این همکاری طراحی نانو محاسبهگرها می باشد. هیدرو کربن های آروماتیک از ریشه بنزن به علت وجود اوربیتال های p و ابر الکترونی در بالا و پایین آنها و همچنین پدیده رزونانس می توانند محیط انتقال خوبی برای الکترون باشند و بر عکس هیدروکربن های زنجیری مانند نارسانا عمل می کنند. از به هم پیوستن این هیدروکربن ها با هم می توان دیود، گیت های منطقی و مدارهای الکترونیکی را طراحی کرد. 4 ) MRAMها ( Magnetic Random Access Memories ) فن آوری های روز حافظه ( RAM, Flash Memory, …) مشکلات متعددی را برای مصرف کنندگان آنها به وجود آورده است که به عنوان نمونه می توان به سرعت پایین خواندن و نوشتن روی Flash Memories و EEPROM و یا محدودیت اقتصادی افزایش فضای RAM اشاره کرد. MRAM یک فن آوری حافظه پایدار است که علاوه بر سرعت بالا می تواند ظرفیت حافظه بالایی را نیز فراهم کند. اساس کار MRAM بر پایه تفاوت مقاومت الکتریکی لایه های نازک مواد بر اثر قطبیده شدن ذرات آنها در راستاهای متفاوت می باشد؛ که به مقاومت مغناطیسی موسوم است. چون سلول های حافظه MRAM بر پایه ترانزیستور عمل نمی کنند پس در ابعاد کوچک مشکلاتی نظیر تونل زنی رخ نخواهد داد و می توان سلول های حافظه MRAM را تا ابعاد نانو کوچک کرد. 5 ) C60 از جمله نانو ساختارها که حتی نسبت به نانو لوله های کربنی دارای مزایای بیشتری نیز می باشد C60 است. C60 از 12 پنج ضلعی و 20 شش ضلعی تشکیل شده که به شکل متقارنی در کنار هم قرار گرفته اند. ![]() مولکول های C60 در محلول های بنزن یافت می شوند که با عمل تبخیر قابل استحصال می باشند. انواع ترکیبات C60 با فلزات، نظیر K3C60 , Cs2RbC60 ، که در آنها فلز فضای خالی درون C60 را پر می کند دارای خاصیت ابر رسانایی در دماهای نسبتاً مناسب می باشند؛ البته تحقیقات برای دستیابی به ترکیباتی با خاصیت ابررسانایی در دماهای بالاتر همچنان ادامه دارد. کاربرد دیگر C60 استفاده از آن به عنوان گیت های منطقی است. با لیتوگرافی طلا روی یک سطح سیلیکونی و عبور جریان از سیم های طلا یک صفحه مشبک ایجاد می شودکه فاصله بین اتصالات آن در حدود نانو متر است. محلول رقیق C60 را بین اتصالات قرار می دهند به طوری که در هر فاصله یک C60 قرار گیرد. با برقرار شدن جریان در سیم های طلا C60 به علت یک پدیده کوانتومی شروع به نوسان می کند و به همین علت جریان در زمان های معینی بر قرار می شود از این خاصیت می توان در طراحی گیت های منطقی استفاده کرد.
کارهایی که باید در راستای پیشرفت این علم انجام شود: نانو الکترونیک زمینه گستردهای با پتانسیل ایجاد تغییرات بنیادی در علوم مختلف حتی در پزشکی است و انجام کارهای زیر برای پیشبرد آن میتواند مفید باشد: 1. فهم اصول انتقال در مقیاس نانو 2. گسترش فهم هرچه بهتر روشهای خودچیدمانی(self assembly) ذرات برای انجام کارها به صورت ارزانتر، که این خود مستلزم حل مشکلات ارتباطی و جایگزینی در ترانزیستورهاست 3. یافتن راههایی جدید برای به کار بردن علم الکترونیک و عدم تکثیر ابزار و به جای آن تحقیق راجع به انواع جدیدتر.
عجاز و عجایب خلقت مورچه در قرآن
در کنار معجزات کلامی قرآن، که محمد صل الله علیه و آله به واسطه آن مشرکان را به مبارزه طلبید و از آن ها خواست که یک آیه مانند آن بیاورند و آن ها نتوانستند، قرآن کریم دربرگیرنده معجزات علمی زیادی است که خداوند برای حضرت محمد(ص) آن ها را بیش از هزار سال پیش آشکار کرد. این معجزات امروزه کشف شده اند و باعث تقویت ایمان ایمان آورندگان شده است و اثباتی برای الهی بودن قرآن کریم است.
![]() خانم Wadea Omrany کشف جدیدی علمی در قرآن کرده است. ایشان می گویند که ما در سوره نمل آیه 18کشف جدید علمی کرده ایم. این معجزه جدید چیزی است که مورچه در آیه 18 گفت و علم امروز نحوه ارتباط مورچه ها با یکدیگر را کشف کرد خصوصا زمانی که یک خطر محل زندگی مورچه ها را تهدید می کند. ما تلاش می کنیم جملاتی که مورچه در قرآن کریم به زبان آورد را توضیح دهیم و سعی می کنیم آنچه را که او گفت با کشفیات جدید علمی ربط دهیم و مدرک پیشی گرفتن قرآن کریم به علم امروزی را رو می کنیم که این حقایق را بیش از هزار سال پیش بیان کرد. خداوند در سوره نمل آیه 18 می فرماید: حَتَّى إِذَا أَتَوْا عَلَى وَادِ النَّمْلِ قَالَتْ نَمْلَةٌ یَا أَیُّهَا النَّمْلُ ادْخُلُوا مَسَاكِنَكُمْ لَا یَحْطِمَنَّكُمْ سُلَیْمَانُ وَجُنُودُهُ وَهُمْ لَا یَشْعُرُونَ ؛ "تا چون به دره مورچه ها رسیدند، مورچه ای گفت: ای مورچه ها به لانه هایتان وارد شوید، مبادا سلیمان و لشگرش پایمالتان كنند و خود آگاه نباشند." در آیه بالا مورچه خطر قریب الوقوعی كه در كمین مورچه ها است را در طی چهار مرحله متوالی به شرح زیر می گوید: 1-"ای مورچه ها" این اولین اعلام خطری است كه توسط مورچه داده می شود تا توجه دیگر مورچه ها را به سرعت جلب كند. مورچه های دیگر با گرفتن این پیام صبر می كنند تا دیگر پیام ها را توسط همان مورچه دریافت كنند. 2-"به لانه هایتان وارد شوید" در این جا گوینده پیام، جملاتش را با دیگرپیام ها ادامه می دهد و به مورچه های دیگر می گوید كه چه كار باید بكنند. ما این رابطه را كه توسط علم امروزی كشف شده در قسمت دوم این نوشته می بینیم ( كه در ارتباطات بین مورچه ها است.) 3- " مبادا سلیمان ولشگرش پایمالتان كنند" در این جمله مورچه دلیل این خطر را به مخاطب خود می گوید و این آن چیزی است كه ما امروزه توسط بررسی علمی اثبات می كنیم. در این جا حضرت سلیمان خنده ای از روی محبت و شكر می كند گویی كه او این مورچه ها را آرام كرده است و این كه اوگفته است به مورچه ها كه لازم نیست نگران باشند و آن حضرت آن ها را دیده است و با آن ها مهربان می باشد و به آن ها صدمه ای نمی رساند 4-"و خود آگاه نباشند" مورچه ها، به عنوان عكس العملی در مقابل خطر قبلی، یكنوع دفاع مشخصی از خود بروز می دهند. در این چند جمله آخری،مورچه به مخاطبان خود می گوید كه به منبع خطر حمله نكنید زیرا خطر از یك دشمن واقعی نیست- زیرا سلیمان و همراهانش از وجود لانه مورچه ها در سر راه خود خبرندارند و قصد حمله به آن را نیز ندارند بنابراین مورچه ها آن ها را خطرواقعی نمی دانند. در كلمات آخر، مورچه پیام رسان، همراهانش را از رسیدن سلیمان با خبر كرد و این چیزی است كه ما به صورت علمی و از طریق بررسی رمز های شیمیایی ارتباطی مورچه ها توضیح می دهیم. ما ترتیب دستورات مورچه ها را كه به چهار مرحله تقسیم می شد- چهار مرحله شامل عبارات ها و علامت ها- نشان دادیم. علم در این زمینه چه می گوید؟ این مقاله را بخوانید: مورچه ها از ارتباط شیمیایی در موقعیت های اخطارو دفاعی و همچنین زمانی كه تبادل سریع اطلاعات نیاز باشد و نیز زمانی كه با خطری مواجه باشند استفاده می كنند. این اخطار معمولا توسط صدورعلامت های شیمیایی دفاعی مشخص می شود. غده های دفاعی مسئول ایفای نقش اخطار و دفاع هستند. به عنوان مثال مورچه استرالیایی رادر نظر بگیرید. وقتی این مورچه ها با خطر مواجه می شوند، قطرات كوچكی را از غده دفاعی خود ترشح می كنند – این یك فرمان برای دیگر مورچه ها است تا فرار كنند و با شاخك های خود ارتعاشی ایجاد كنند كه به معنای قرار گیری در موقعیت خطر است. اولین ماده كه توسط مورچه ها شناسایی می شود aldehyde hexanal است و باعث جلب توجه و علاقه آن ها می شود. در نتیجه شاخك های خود را تكان می دهند و بالامی برند تا دیگر بوها را نیز بگیرند. وقتی كه آن ها hexanol(اولین پیغام به شكل الكل بود) را دریافت می كنند موقعیت خطر به خود می گیرند و در تمامی جهت ها می دوند تا منبع مشكل را پیدا كنند. زمانی كهundécanoneدریافت كنند، مورچه ها را به سمت منبع خطر می برد و آن ها راتحریك می كند تا تمام اشیا خارجی را گاز بگیرند. سپس در نهایت وقتی كه به هدف نزدیك تر می شوند butyloctenalرا تشخیص می دهند كه پرخاشگری و آمادگی آن ها را برای قربانی كردن خود افزایش می دهد. ارتباط شیمیایی مهم ترین روش ارتباط در زمان خطر و گزارش دادن این خطراست. در این فرایند مورچه ها انواع مختلف این مواد كه هر كدام رمز تفاوتی دارد و بیانگر نوع خاصی از صحبت كردن است را استفاده می كنند. اگر انتشار موادی كه توسط مورچه ای كه آن خطر را اعلام كرد تعقیب كنیم می بینیم كه كاری می باشد كه مورچه مورد اشاره در آیه 18 سوره نمل آن را انجام داده. موادی كه مورچه در موقعیت هایی مثل این از بدن خود ترشح می كند به چهار دسته تقسیم می شوند كه هركدام زبان و علامت مخصوص به خود را دارند.
![]() |