آزمایش‌های اندازه‌گیری قابلیت هدایت نور بر روی ترانزیستورهای گرافنی که توسط گروه ‏IBM‏ در ایالات متحده آمریکا انجام شد، مشخص کرد که اثرات فوتوولتائیک و بولومتریک ‏‏در خواص گرافن نقش دارند. ‏

به گزارش ایسنا، گرافن با قرار گرفتن در معرض نور، رفتاری متفاوت نسبت به نیمه‌رساناهای مرسوم از ‏خود نشان می‌دهد، با این حال محققان کماکان در مورد مکانیزم دقیق پاسخ‌دهی غیرمعمول ‏این ماده به نور به قطعیت نرسیده‌اند. آزمایش‌های اندازه‌گیری قابلیت هدایت نور بر روی ‏ترانزیستورهای گرافنی که توسط گروه ‏IBM‏ در ایالات متحده آمریکا انجام شد، مشخص ‏کرد که اثرات فوتوولتائیک و بولومتریک (اثر تغییر مقاومت اجسام با دما) در خواص گرافن ‏نقش دارند. نتایج به دست آمده برای ساخت نسل جدید شناساگرهای نوری فوق‌سریع و پر ‏بازده از این ماده بسیار مفید خواهد بود. ‏

شناساگرهای نوری به طور معمول در کاربردهایی از قبیل ارتباطات، حسگرها و ‏تصویربرداری استفاده می‌شوند. اکثر شناساگرهای نوری از نیمه‌رساناهای نوع ‏III-V‏ مانند ‏گالیوم آرسنید ساخته می‌شوند. عملکرد آنها از طریق جذب فوتون‌ها و تولید جفتِ الکترون ‏‏- حفره است که پس از آن از هم جدا شده و جریان الکتریسیته را تولید می‌کنند.



تا به امروز، دانشمندان عقیده داشتند که گرافن نور را تحت پنج مکانیزم متفاوت جذب ‏می‌کند: از طریق اثرات فوتوولتائیک، ترموالکتریک و یا بولومتریک و دفع نور توسط ‏اکسیژن و یا تقویت فوتوترانزیستورها. یک گروه به رهبری فائدون آووریس از ‏IBM، این اثرات را با جزئیات کامل در آزمایشات هدایت‌سنجی نوری در ترانزیستورهای اثر میدانی ‏‏(‏FET‏) گرافنی بررسی کرده‌اند. ‏

محققان ‏IBM‏ نتایج خود را با تحریک ‏FET‏ با اشعه متمرکز مادون قرمز لیزر و پس از آن ‏اندازه‌گیری فوتوجریان با استفاده از تکنیک ‏lock-in‏ به دست آوردند. این آزمایش برخلاف ‏آزمایش‌های پیشین که بر روی گرافن‌های نوع ‏p-n‏ صورت گرفته بود، بر روی گرافن‌های ‏یکنواخت انجام شد که اندازه‌گیری پاسخ ذاتی مواد کربنی به نور را میسر می‌سازد. ‏

وقتی گرافن نور را جذب می‌کند، جفتِ الکترون- حفره، تحریک شده و متقابلا به ‏سرعت بر الکترون‌ها و حفره‌های دیگر اثر می‌گذارد. فریتگ توضیح می‌دهد که این ‏فعل و انفعالات دمای کلی الکترون‌ها را افزایش می‌دهد، اما الکترون‌ها گرمای خود را حفظ ‏می‌کنند زیرا به شکل ضعیفی به شبکه کربن جفت شده‌اند و بدین ترتیب به آرامی گرمای ‏خود را به شبکه منتقل می‌کنند. ‏

فریتگ افزود: «این حامل‌های گرم هستند که جریان فوتوولتائیک را در گرافن تولید می‏‌کنند. زمانی که دمای شبکه افزایش می‌یابد باعث تغییر حرکت الکترون شده و جریان ‏بولومتریک را در جهت معکوس تولید می‌کند. در چگالی‌های کم بار، اثر فوتوولتائیک و در ‏سطوح بیشتر الکترون، اثر بولومتریک نسبت به دیگر پدیده‌ها برتری دارند. همچنین می‌توان ‏با تغییر در چگالی الکترون در ‏FET‏ گرافنی با استفاده از ولتاژ ‏Back gate، این دو مکانیزم ‏پاسخ‌دهی را با یکدیگر تعویض کرد.»

آگاهی از چگونگی تولید جریان از نور در گرافن برای بهبود بازده شناساگرهای نوری ‏ساخته شده از این ماده امری ضروری خواهد بود. به عنوان مثال، تغییر دی‌الکتریکی که ‏ترانزیستور گرافنی بر روی آن نصب شده است جفت‌شوندگی الکترون- فونون را تغییر ‏خواهد داد و این تغییرات متعاقبا بر برتری اثرات بولومتریک و فوتوولتائیک تاثیر خواهد ‏گذاشت. ‏

این محققان نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏Nature Photonics‏ منتشر کرده‌اند.‏


طبقه بندی: الکترونیک، اختراعات،

تاریخ : چهارشنبه 22 خرداد 1392 | 04:33 ب.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

hi.jpg

محققان سنگاپور سیستم جدیدی برای شناسایی مولکولی ارائه کرده‌اند. در این سیستم از فیلم‌های نازک فلزی متخلخل استفاده شده است. این گروه دو چیدمان مختلف برای شناسایی مولکول‌ها ارائه کرده‌اند که هر یک می‌تواند مزایای خاص خود را داشته باشد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، شناسایی مقادیر اندک از مولکول‌ها موضوع مهمی است که در حوزه‌های مختلف از حسگرهای گازی گرفته تا تشخیص پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای این که بتوان از این سیستم‌ها در حوزه‌های مختلف استفاده کرد، باید حسگرها ارزان و قابل تعویض بوده و در عین حال باید بتوانند مقادیر بسیار کم مولکولی را نیز شناسایی کنند.

«پینگ بای» و همکارانش از موسسه محاسبات عملکرد بالا در موسسه «آاستار» سنگاپور در آخرین تحقیقات خود روی خواص فیلم‌های فلزی متخلخل کار کرده‌اند تا در صورت امکان بتوانند از آنها در حسگری مولکولی استفاده کنند.

فیلم‌های فلزی دارای حفره‌های نانومقیاس قادرند پرتوهایی با طول موج مشخصی را از خود عبور دهند. دلیل این امر جنبش‌های انتخابی الکترونی در سطح فلز است که به آن پلاریتون‌های پلاسمون سطحی گفته می‌شود. این ویژگی موجب می‌شود که بتوان پرتوهای نور را در نقطه‌ای بسیار کوچک‌تر از طول موج نور متمرکز کرد.

پلاریتون‌های پلاسمون سطحی برای شناسایی مولکول‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، برای این کار باید از اتصال‌دهنده‌های فلورسانس به مولکول هدف استفاده کرد. تابش فلورسانس این مولکول‌ها با استفاده از پلاریتون‌های پلاسمون سطحی افزایش محسوسی می‌یابد. با این کار می‌توان با میکروسکوپ مقادیر بسیار اندک از نمونه را مشاهده کرد.

«بای» می‌گوید: تمام این سیستم را می‌توان در یک بسته کوچک قرار داد.

این گروه تحقیقاتی دو چیدمان مختلف برای این سیستم ارائه کرده‌اند؛ در اولین چیدمان، نور از یک نانوحفره عبور کرده و با زاویه‌ای منفرجه به نمونه برخورد می‌کند. در دومین چیدمان، یک نور از پشت به فیلم تابیده شده، به‌ طوری که می‌تواند از همان نانوحفره عبور کند. نتایج کار محققان نشان داد که هر یک از این چیدمان‌ها مزایای خا‌ص خود را دارند.

در چیدمان «انعکاسی»، اثر پلاریتون‌های پلاسمون سطحی قوی‌تر بوده، به‌ طوری که نور به‌ طور مستقیم به نمونه برخورد می‌کند. در این حالت نور از فیلم عبور نمی‌کند، البته یک فیلم ضخیم‌تر نیز در این حالت نیاز است. اما در چیدمان «عبور»، شدت تابش نشر یافته بوسیله مولکول ضعیف‌تر است، اما مزیت آن این است که می‌توان فیلترها و حسگرهایی را در کنار فیلم فلزی قرار داد. در نتیجه ضخامت فیلم می‌تواند کمتر شود.

نمی‌توان گفت که کدام سیستم بهتر است، اما چیزی که می‌توان گفت این است که استفاده از فیلم فلزی حاوی حفره‌های نانومقیاس برای شناسایی مولکولی بسیار مفید است.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان «Reflection and transmission modes in nanohole-array-based plasmonic sensors در IEEE Photonics Journal» به چاپ رسیده است.




طبقه بندی: اختراعات، الکترونیک، تکنولوِژی،

تاریخ : سه شنبه 24 مرداد 1391 | 01:52 ق.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

7-researchersc.jpgپژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی موفق به ساخت نانوسیمی رسانا و الاستیک از جنس نقره شدند. از این نانوسیم می‌توان برای تولید ادوات الکترونیکی قابل کشیدن استفاده کرد.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مدارهای انعطاف‌پذیر می‌توانند کارهایی کنند که مدارهای صلب امکان آن را ندارند. برای مثال پوست‌های مصنوعی الکترونیکی می‌توانند اجسام بسیار شکننده را بدون کمترین آسیبی بلند کنند، با استفاده از صفحات نمایشی انعطاف‌پذیر می‌توان تلفن‌های هوشمندی تولید کرد که به‌ راحتی تا شده، بدون این که خللی در عملکرد آنها ایجاد شود. اولین قدم بر سر این راه، تولید سیم‌هایی منعطف است که قادرند سیگنال‌های الکترونیکی را انتقال داده، بدون این که تغییر شکل تاثیری در کار آنها داشته باشد. برای رسیدن به این هدف، محققان با استفاده از نقره، نانوسیم‌هایی انعطاف‌پذیر تولید کردند.

نقره فلزی است که دارای هدایت الکتریکی بالا است. این گروه تحقیقاتی فلز نقره را درون پلیمرهایی قرار داده و با استفاده از آن نانوسیم‌ها را تولید کردند.

«ژو» می‌گوید: نتایج این تحقیق بسیار جالب توجه است، زیرا می‌توان از آن در حوزه‌های مختلف استفاده کرد. علاوه‌ بر این ما به دنبال رشته سیمی بودیم که بتواند درجه بالایی از تغییر شکل را تحمل کند که این امر با استفاده از فلز نقره تحقق پیدا کرد. این رشته‌ها نه تنها انعطاف‌پذیر هستند، بلکه شفافیت بالایی نیز دارند.

فرایند تولید این رشته‌ها بسیار ساده است. نانوسیم‌های نقره درون ظرف سیلیکونی قرار داده می‌شود. در این ظرف یک محلول پلیمری وجود دارد. با حرارت دادن این ظرف، پلیمر از حالت مایع به جامد تبدیل می‌شود. با این کار نانوسیم‌های غوطه‌ور در پلیمر، توسط پلیمر محاط شده و ساختاری پدیده می‌آورد که در مرکز آن نانوسیم و در بیرون رشته پلیمری است.

این نانوسیم‌ها را می‌توان الگودهی کرد و روی یک سطح انعطاف‌پذیر قرار داد. از آن جایی که این فرایند بسیار ساده‌ است، بنابراین می‌توان از آن در صنعت الکترونیک استفاده کرد.



نتایج کار محققان نشان داد که این ساختار می‌تواند تا 50 درصد ابعاد اولیه کشیده شود، بدون این که هدایت الکتریکی آن دستخوش تغییری شود. دلیل این امر آن است که در فرایند کشیده شدن، نانوسیم در جای خود باقی مانده و تنها پلیمر است که کشیده می‌شود.

از دیگر مزایای این رشته‌ها می‌توان به مقاومت مکانیکی بالای آن در مقابل اعمال نیروی مکانیکی اشاره کرد. نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان «Highly Conductive and Stretchable Silver Nanowire Conductors» در نشریه «Advanced Materials» به چاپ رسیده است.




طبقه بندی: اختراعات، الکترونیک،

تاریخ : سه شنبه 24 مرداد 1391 | 01:49 ق.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات


حدس می زنید که استفاده از ربات در زندگی انسان تا چه حد گسترش خواهد یافت و تا کجا پیش خواهد رفت؟ آیا قرار است روزی انسان ها برای حفظ حریم خود، به جز قوانین سه گانه رباتیک ، قانون های دیگری را هم وضع کنند؟ به هرحال، امروزه ربات ها آن چنان پیشرفته شده اند که هم اکنون سه زندان بان رباتیک در شهر پوهانگ کره جنوبی مسئول مراقبت از زندانی ها هستند.

روبات های زندان بان

این سه ربات تمامی فعالیت های زندانی ها را زیر نظر دارند و هرگونه ناسازگاری یا رفتار غیرعادی را به کارکنان مرکز کنترل اطلاع می دهند. از آنجایی که این ربات ها پس از مدتی، رفتار و عادات معمول زندانی ها را آموخته اند و با آنها آشنا هستند، می توانند در جلوگیری از خودکشی، درگیری و آتش سوزی ها کمک خوبی برای مسئولان زندان باشند.

این زندان بان های خستگی ناپذیر از ماه گذشته به صورت آزمایشی کار خود در زندان پوهانگ را شروع کرده اند. این ربات های یک و نیم متری به وسایلی همچون دوربین های سه بعدی، میکروفون و اسپیکر مجهز شده اند. و امکان ارتباط دو طرفه مسئولان زندان با زندانی ها را به راحتی فراهم می آورند. این ربات ها بخشی شبیه سر دارند، اما ظاهر آنها به هیچ وجه انسان گونه طراحی نشده است.

Robo-guard ها با استفاده از سنسورهایی که در کف زندان نصب شده است، مسیر خود را شناسایی کرده و دائما به گشت زنی می پردازند. و تنها در صورتی که شارژ باتری آنها به کمتر از ۲۰ درصد برسد، به صورت خودمختار از سیستم خارج شده و خود را به نزدیک ترین ایستگاه شارژ ویژه در محیط زندان می رسانند. این ربات های چهارچرخ که توسط Asian Forum for Corrections تولید شده اند، هرکدام نزدیک به ۳۰۰هزار دلار برای زندان هزینه دربر داشته اند.




طبقه بندی: تکنولوِژی، اختراعات، الکترونیک، روباتیک،

تاریخ : جمعه 9 تیر 1391 | 10:34 ق.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات

سخت افزار نورومورفیک‌ جدید، مغز انسان را شبیه سازی خواهد کرد

اگر چه خیلی‌ها معتقد هستند که مغز اکثر حیوانات بدوی از هر «روبات هوشمندی» برتر است، اما واقعیت چیز دیگری است. ما داریم به سرعت به آن روزی نزدیک می‌شویم که بتوانیم سخت‌افزارهایی چنان پیچیده بسازیم که با قابلیت‌های یک مغز طبیعی هماوردی کنند.

شبیه سازی مغز

این یک خیالپردازی از جنس فیلم تبدیل‌شوندگان (Transformers) نیست و نباید هیچ هراسی از بابت یک روبات خرابکار مسلح که سعی دارد در آینده نزدیک بر دنیا چیره شود داشته باشیم. واقعیت خیلی جذاب‌تر از این تخیلات است و به طور بالقوه می‌تواند پیشرفتی عظیم در زمینه ساخت دستگاه های روباتیک، دارو و درمان، و نیز علوم اعصاب به همراه آورد.

منبع : ساحل فیزیک




طبقه بندی: روباتیک، الکترونیک، تکنولوِژی،

تاریخ : جمعه 9 تیر 1391 | 10:30 ق.ظ | نویسنده : physicfa | نظرات
.: Weblog Themes By BlackSkin :.

تعداد کل صفحات : 2 :: 1 2

شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات