ساخت ترانزیستورهای ابررسانا با استفاده از نانوسیم ها

ساخت ترانزیستورهای ابررسانا با استفاده از نانوسیم ها

پژوهشگران نشان دادند که می‌توان ساختارهای ابررسانا به‌صورت نانوسیم تولید کرد.

ابررساناها، موادی هستند که الکتریسیته را بدون مقاومت هدایت می‌کنند.

ادوات ابررسانا می‌توانند بسیار کوچک باشند.

معمولا ساخت آن‌ها گران‌قیمت بوده و متاثر از خطای ناشی از محیط است.

تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد که می‌توان بر این مشکلات غلبه کرد.

محققان این گروه در حال تولید یک نانوسیم ابررسانا هستند که می‌تواند الکترونیک ابررسانا با کارایی بیشتری را امکان‌پذیر کند.

مزایای بالقوه این نانوسیم از سادگی آن ناشی می‌شود.

بیشتر فلزات در دمای بسیار کم، معمولاً فقط چند درجه بالای صفر مطلق، مقاومت خود را از دست داده و ابررسانا می‌شوند.

زیربنای بسیاری از ابررساناها دستگاهی به نام اتصال جوزفسون است که در دهه ۱۹۶۰ اختراع شد.

در این دستگاه در اصل دو ابررسانا با یک عایق نازک از یکدیگر جدا شده‌اند.

این همان چیزی است که منجر به الکترونیک ابررسانای معمولی و در نهایت به کامپیوتر کوانتومی ابررسانا می‌شود.

با این وجود، اتصال جوزفسون اساساً یک شی بسیار ظریف است.

ابررساناهای مبتنی بر اتصال جوزفسون ممکن است با برخی ادوات خوب کار کند.

اگر سعی کنید آن را به الکترونیک معمولی وصل کنید، مانند تلفن یا کامپیوتر، اتصال جوزفسون ممکن است فقط نویز تولید کند.

این عدم توانایی برای تعامل با ادوات الکترونیکی بزرگ، نقطه ضعف اتصال جوزفسون است.

در سال ۱۹۵۶، دادلی باک مهندس برق MIT، یک سوئیچ کامپیوتر ابررسانا به نام کرایوترون را معرفی کرد.

این دستگاه کمی بیش از دو سیم ابررسانا داشت:

• یکی مستقیم بود
• دیگری در اطراف آن پیچیده شده بود.

کرایوترون به‌عنوان سوئیچ عمل می‌کند.

در آن زمان، کرایوترون بسیار کوچکتر از انواع دیگر سوئیچ‌های محاسباتی، مانند لوله‌های خلاء یا ترانزیستور بود و باک فکر می‌کرد که کرایوترون می‌تواند به عنصر اصلی کامپیوترها تبدیل شود.

دستگاه‌هایی که در حال ساخت هستند بسیار شبیه کرایترون‌ها هستند زیرا به اتصالات جوزفسون نیازی ندارند.

نانو-کرایوترون به جای یک میدان مغناطیسی، از گرما برای ایجاد سوئیچ استفاده می‌کند.

در دستگاه برگگرن، جریان از طریق یک سیم ابررسانا و بسیار سرد به نام «کانال» عبور می‌کند.

این کانال توسط یک سیم کوچکتر به نام «انسداد» قطع می‌شود، مانند یک بزرگراه چند راهه که با یک جاده فرعی قطع می‌شود.

وقتی جریان در طول انسداد حرکت می‌کند، ابررسانایی از بین می‌رود و گرم می‌شود.

هنگامی‌که این گرمای تولید شده از بخش انسداد به کانال اصلی وارد ‌شود، باعث می‌شود کانال اصلی حالت ابررسانایی خود را نیز از دست بدهد.

نانوسیم ابررسانا می‌تواند روزی دستگاه‌های ابررسانایی مبتنی بر اتصال جوزفسون را تکمیل کند یا شاید با آن‌ها رقابت کند.

ساختن این نانوسیم‌ها آسان است، بنابراین ممکن است از نظر قابلیت تولید دارای مزایایی باشد.

این نانوکرایوترون می‌تواند در کامپیوترهای کوانتومی ابررسانا و الکترونیک فوق سرد تلسکوپ‌ها استفاده شود.

این سیم‌ها اتلاف توان کمی دارند، بنابراین ممکن است در این حوزه‌ها مفید باشند.

گردآوری:کیوسک نانو