تطور جديد من جامعة ألبرتا في كندا يجعل الأجهزة القائمة على النقاط الكمومية في متناول اليد. النقاط الكمومية الموجودة، والتي يشار إليها أحيانًا باسم "الذرات الاصطناعية"، يبلغ قطرها النموذجي 10-2 نانومتر، ومن المتوقع أن يكون لها العديد من التطبيقات.
تمكن النقاط الكمومية أحادية الذرة التي أعدها باحثون من المعهد الوطني الكندي لتقنية النانو وجامعة ألبرتا من تحقيق مستوى جديد من التحكم في الإلكترونات الفردية - وهو التطور الذي يجعل الأجهزة المعتمدة على النقاط الكمومية أقرب إلى المنال.
النقاط، التي تتكون من ذرة واحدة من السيليكون (السيليكون) ويبلغ قطرها نانومتر واحد فقط، هي أصغر النقاط الكمومية التي تم إعدادها على الإطلاق.
نقطة الكم وفقًا لويكيبيديا، (النقطة الكمومية) هي عبارة عن نطاق توصيل مركب من أشباه الموصلات نانومترية من الإلكترونات أو الإكسيتونات عالية القيمة. ولأنها تسمى بصفرية الأبعاد، فإن النقاط الكمومية تتمتع بفصل أكبر بين مستويات الطاقة وإمكانية التحكم في موضع المستويات. ونتيجة لذلك، فهي أكثر كفاءة في التوصيل والبصريات، وتجري دراستها لتطبيقها في الثنائيات لليزر ومكبرات الصوت وأجهزة الاستشعار البيولوجية وفي تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء بدلا من السيليكون الذي نستخدمه اليوم.
تتمتع النقاط الكمومية بخصائص إلكترونية غير عادية، مثل القدرة على حصر الإلكترونات السريعة والمراوغة. يمكن استخدام هذا التحكم في التفاعلات بين الإلكترونات في مختلف مجالات الحساب. حتى الآن، كان استخدام النقاط الكمومية ممكنًا فقط عند درجات حرارة منخفضة جدًا وغير عملية، لكن النقاط الكمومية الجديدة بحجم ذرة واحدة فقط تعمل أيضًا في درجة حرارة الغرفة.
النقاط الكمومية الموجودة، والتي يشار إليها أحيانًا باسم "الذرات الاصطناعية"، يبلغ قطرها النموذجي 10-2 نانومتر. وعلى الرغم من أنها تتكون من عدة آلاف من الذرات، إلا أن جميع الذرات تجذب الإلكترونات بشكل تعاوني، بحيث تنسق مع بعضها البعض كما لو كان هناك نواة ذرية واحدة في المركز. توفر هذه الميزة العديد من البرامج الثورية للأجهزة الإلكترونية.
ويصف رئيس المشروع البحثي، روبرت أ. وولكو، التأثير المحتمل بالقول: «نظرًا لأنها تعمل في درجة حرارة الغرفة وموجودة في بلورات السيليكون المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر اليوم، فإننا نتوقع أن تحل هذه النقاط الكمومية أحادية الذرة محل البرامج النظرية. بأجهزة عملية." توفر النقاط الكمومية من ذرة واحدة ميزة أخرى، وهي التحكم الكبير في الإلكترونات الفردية باستخدام القليل من الطاقة. ويرى الباحث الرئيسي أن هذا التحكم منخفض الطاقة هو التطبيق الرئيسي لهذه النقاط الكمومية في أنواع جديدة تمامًا من الأجهزة الإلكترونية القائمة على أشباه الموصلات، مثل أجهزة الكمبيوتر منخفضة الطاقة للغاية.
"إن القدرة على إنتاج مثل هذه النقاط الكمومية على مادة زورن، وهي المادة الأساسية في مجال الإلكترونيات، والتحكم في موضع إلكترون معين بين هذه النقاط في درجة حرارة الغرفة، جلبت أنواعًا جديدة تمامًا من أجهزة الحوسبة التي تستهلك القليل من الطاقة في متناول اليد."
تعليقات 3
باسم الصدق والإنصاف، أتوقع من الكاتب أن يستأذنني قبل أن يكتب مقالاً شخصياً عن أقاربي.
اه.. من الواضح أنك لم تفهم لأنك لم تحضر الدورة المثيرة للاهتمام في إحدى كليات الهندسة الكهربائية - أجهزة الحالة الصلبة.
وبكل جدية - عندما يكون الطول الموجي قريبًا جدًا من الأبعاد الفيزيائية للجهاز، كما في هذه الحالة، يمكنك الحصول على الإضاءة والحسابات على أساس نانومتر ويفقد نوع المادة أهميته - أي أنه لا يهم إذا لديها فجوة مباشرة أو غير مباشرة، ما يهم هو أنه من حيث بنيتها، لديها طيف ذرة واحدة.
ولم أفهم لماذا تسمى ذرة واحدة عندما تكون بنية متعددة الذرات.
وما هو الفرق من "بحر الإلكترون" المعدني.