מתג מולקולרי. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

מתג מולקולרי

18.03.2023

צוות בינלאומי של חוקרים, כולל אלה מהמכון לפיזיקת מצב מוצק באוניברסיטת טוקיו, גילה תגלית פורצת דרך. הם הדגימו בהצלחה את השימוש במולקולה אחת הנקראת פולרן בתור מתג דמוי טרנזיסטור. הצוות השיג זאת על ידי הפעלת פולס לייזר מכויל היטב שאפשר להם לשלוט באופן צפוי בנתיב האלקטרון המבוא.

תהליך המיתוג שמספק מולקולות פולרן יכול להיות מהיר יותר באופן משמעותי מאשר מתגים המשמשים בשבבים, עם עליות מהירות של שלושה עד שישה סדרי גודל בהתאם לפולסי הלייזר המשמשים. השימוש במתגי פולרן ברשת יכול לגרום למחשב עם יכולות מעבר למה שזמין בטרנזיסטורים אלקטרוניים. בנוסף, יש להם פוטנציאל לחולל מהפכה במכשירי הדמיה מיקרוסקופיים, המספקים רמת רזולוציה חסרת תקדים.

לפני יותר מ-70 שנה גילו פיזיקאים שמולקולות פולטות אלקטרונים בנוכחות שדות חשמליים ולאחר מכן אורכי גל מסוימים של אור. פליטת אלקטרונים יצרה דפוסים שעוררו סקרנות אך חמקו מהסבר. אבל זה השתנה הודות לניתוח תיאורטי חדש, שהסתעפות שלו לא רק יכולה להוביל ליישומי היי-טק חדשים, אלא גם לשפר את יכולתנו לבחון את העולם הפיזי עצמו.

אנלוגיה פשוטה לאופן שבו מתג פולרן עובד כמו מתג רכבת. דופק אור יכול לשנות את הנתיב שעובר אלקטרון קלט, המיוצג כאן על ידי מעגל.

חוקר הפרויקט Hirofumi Yanagisawa וצוותו העלו תיאוריה כיצד פליטת אלקטרונים ממולקולות פולרן נרגשות צריכה להתנהג בעת חשיפה לסוגים מסוימים של אור לייזר, ולאחר בדיקת התחזיות שלהם, הם מצאו שהם נכונים.

בהתאם לתנע של האור, האלקטרון יכול להישאר במסלול ברירת המחדל שלו או להיות מנותב מחדש בצורה צפויה. אז, זה קצת כמו החלפת נקודות על מסילת רכבת או טרנזיסטור אלקטרוני, רק הרבה יותר מהר. מדענים מאמינים שאנו יכולים להשיג מהירויות מיתוג פי מיליון מהר יותר מאשר טרנזיסטור קלאסי. וזה יכול להוביל לביצועים אמיתיים במחשוב. אבל לא פחות חשוב, אם נוכל לכוון את הלייזר כדי לגרום למולקולת הפולרן לעבור במספר דרכים בו-זמנית, זה יכול להיות כמו שיש לנו טרנזיסטורים מיקרוסקופיים מרובים במולקולה אחת.

מולקולת הפולרן בלב המתג קשורה לננו-צינורית הפחמן אולי מעט יותר מוכרת, אם כי במקום צינור, הפולרן הוא כדור של אטומי פחמן. כאשר מניחים אותם על נקודת מתכת - בעצם הקצה של סיכת ראש - הפולרנים מכוונים את עצמם בצורה מסוימת כדי להנחות את האלקטרונים בצורה צפויה. פולסי לייזר מהירים בקנה מידה של פמט-שניות, רביעיות של שנייה, או אפילו אטו-שניות, חמישיות של שנייה, מתמקדים במולקולות פולרן כדי לגרום לפליטת אלקטרונים. זו הפעם הראשונה שבה נעשה שימוש באור לייזר כדי לשלוט על פליטת אלקטרונים ממולקולה בדרך זו.

באופן עקרוני, מכיוון שניתן לשלב מספר מתגים אלקטרוניים מהירים במיוחד למולקולה אחת, יהיה צורך רק ברשת קטנה של מתגי פולרן כדי לבצע משימות חישוביות הרבה יותר מהר מאשר שבבים רגילים. אבל יש כמה מכשולים שצריך להתגבר עליהם, כמו איך למזער את רכיב הלייזר שיהיה צורך כדי ליצור סוג חדש זה של מעגל משולב. אז, עשויות לחלוף שנים רבות עד שנראה סמארטפון המבוסס על מתג פולרן.

<< חזרה: ביו-צמנט 18.03.2023

>> קדימה: מזל"ט אכיל 17.03.2023

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

האיום של פסולת חלל על השדה המגנטי של כדור הארץ 01.05.2024

לעתים קרובות יותר ויותר אנו שומעים על עלייה בכמות פסולת החלל המקיפה את כוכב הלכת שלנו. עם זאת, לא רק לוויינים וחלליות פעילים תורמים לבעיה זו, אלא גם פסולת ממשימות ישנות. המספר ההולך וגדל של לוויינים ששוגרו על ידי חברות כמו SpaceX יוצר לא רק הזדמנויות לפיתוח האינטרנט, אלא גם איומים רציניים על אבטחת החלל. מומחים מפנים כעת את תשומת לבם להשלכות הפוטנציאליות על השדה המגנטי של כדור הארץ. ד"ר ג'ונתן מקדואל ממרכז הרווארד-סמית'סוניאן לאסטרופיזיקה מדגיש שחברות פורסות במהירות קבוצות כוכבים לוויינים, ומספר הלוויינים עשוי לגדול ל-100 בעשור הבא. הפיתוח המהיר של הארמדות הקוסמיות הללו של לוויינים עלול להוביל לזיהום סביבת הפלזמה של כדור הארץ בפסולת מסוכנת ולאיום על יציבות המגנטוספרה. פסולת מתכת מרקטות משומשות יכולה לשבש את היונוספירה והמגנטוספירה. לשתי המערכות הללו תפקיד מרכזי בהגנה על האווירה ובשמירה עליה ... >>

התמצקות של חומרים בתפזורת 30.04.2024

יש לא מעט תעלומות בעולם המדע, ואחת מהן היא ההתנהגות המוזרה של חומרים בתפזורת. הם עשויים להתנהג כמו מוצק אבל פתאום הופכים לנוזל זורם. תופעה זו משכה את תשומת לבם של חוקרים רבים, ואולי סוף סוף נתקרב לפתרון התעלומה הזו. דמיינו חול בשעון חול. בדרך כלל הוא זורם בחופשיות, אך במקרים מסוימים החלקיקים שלו מתחילים להיתקע, והופכים מנוזל למוצק. למעבר הזה יש השלכות חשובות על תחומים רבים, מייצור תרופות ועד בנייה. חוקרים מארה"ב ניסו לתאר תופעה זו ולהתקרב להבנתה. במחקר ערכו המדענים סימולציות במעבדה באמצעות נתונים משקיות של חרוזי פוליסטירן. הם גילו שלרעידות בתוך קבוצות אלה יש תדרים ספציפיים, כלומר רק סוגים מסוימים של רעידות יכלו לעבור דרך החומר. קיבלו ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

חיישן ISOCELL Bright GW64 1MP לסמארטפונים 09.05.2019

סמסונג הכריזה על שחרורו של חיישן תמונה חדש למכשירים ניידים, בשם ISOCELL Bright GW1. יש לו רזולוציה גבוהה יותר מאשר מכשירים דומים אחרים בשוק.

החיישן החדש של סמסונג ISOCELL Bright GW1 בעל רזולוציה של 64 מגה פיקסל בגודל פיקסל זהה לדגם הקודם של 48 מגה פיקסל - 0,8 מיקרון. המשמעות היא שלמוצר החדש יש גודל פיזי גדול יותר והוא מסוגל ללכוד יותר אור, מה שאמור להשפיע לטובה על איכות הצילום. כמו קודמו, חיישן ברירת המחדל של Bright GW1 מייצר תמונות ברזולוציה נמוכה יותר על ידי שילוב של ארבעה פיקסלים שכנים לפיקסל אחד גדול יותר שיכול ללכוד יותר אור. לפיכך, כברירת מחדל, התמונות הן 16 מגה פיקסל.

החיישן החדש של סמסונג מסוגל לבטל את מסנן הצבע לצילומים ברזולוציה מלאה של 64 מגה-פיקסל באור טוב. אותה תכונה זמינה בחיישן 48MP Sony IMX586, אך היא לא נתמכה במכשיר הקודם של סמסונג. כעת, היצרנית הקוריאנית פרסמה גרסה מעודכנת של חיישן 48 מגה-פיקסל עם תמיכה בתכונה זו.

סמסונג מתכננת להתחיל בייצור המוני של חיישן 64 מגה-פיקסל ISOCELL Bright GW1 במחצית השנייה של השנה. הוא יופיע במכשירי צריכה מוכנים לקראת סוף 2019.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר