نانو اَسمبلر ها و نانو آرایه های ( اِسپین-کوبیت )(spin-qubits) ها (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: موارد کاربرد نانو اَسمبلر ها در نانو دستگاه های ذخیره سازی داده یا نانو حافظه ها ، نانو ترانزیستور های تک اِلکترون و نانو آرایه های ( اِسپین-کوبیت )(spin-qubits) برای محاسبات کوانتومی را شامل می شود.
با پیدایش فناوری نو ظُهور نانو _ میکرو الکترونیک دقت دستگاه های ساخت افزاره ها همگام با کوچک تر شدن ابعاد آرایه های ( اِسپین-کوبیت )(spin-qubits) بهبود نیافته اند.در نانو ساختار های هوشمند مفهوم نانو اسمبلرNano-assemblies خلاصه میشود در تمام اطلاعات و کدهای لازم برای تولید موجودی مشابه خود .ماشین بسیار ریزی داریم که بلد است مشابه خود تولید کند، که در علم نانو به یک " نانو اسمبلر " تعبیر می شود.نانو اسمبلر ها از از نانو ذرات تشکیل شده اند و اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می شود که اتم های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می دهد.ساختار نانو اسمبلر ها یکی از خواص نانو ذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت می توان کاتالیزور های قدرتمندی در ابعار نانو متری تولید نمود.این نانو کاتالیزورها راندمان واکنش های شیمیایی را به شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشم گیری از تولید مواد زاید در واکنش ها جلو گیری خواهند نمود.به کار گیری نانو ذرات در تولید مواد دیگر می تواند استحکام آنها را افزایش دهد و یا وزن آن ها را کم کند. مقاومت شیمیایی و حرارتی آن ها را بالا ببرد و واکنش آن ها را در برابر نور و تشعشعات دیگر تغییر دهد. با استفاده از نانو ذرات نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به شدت افزایش خواهد یافت.
برای تشکیل نانو اَسمبلر ها و نانو آرایه های ( اِسپین-کوبیت )(spin-qubits) ها در علوم نانو الکترونیک به مواد اولیه تغییر یافته نیاز است (ترانزسیتور ها و دیود ها) و هر ماده ای که اطراف ما وجود دارد یک ساختار انرژی منحصر به فرد برای الکترونها دارد و ساختار انرژی مواد مختلف با یکدیگر متفاوت است.بر پایه علم نانو الکترونیک در یک اتم، الکترونها تنها میتوانند اوربیتالهای اتمی معینی را همراه با ترازهای انرژی گسسته اشغال کنند. اگر چندین اتم در کنار هم قرار گیرند تا یک مولکول تشکیل شود، به دلیل تاثیر هسته های هر اتم بر الکترونهای تمامی اتمها و اصل طرد پائولی، اوربیتالهای اتمی شان شکافته میشود. هنگامی که تعداد بسیار زیادی از اتمها جهت تشکیل بلور کنار هم قرار میگیرند، تعداد اوربیتال ها فوق العاده زیاد شده و در نتیجه ترازهای انرژیشان به همدیگر نزدیک میشود. به طوری که ترازهای انرژی به صورت پیوسته به نظر میرسد. در این حالت به جای تراز انرژی، باندها یا نوارهای انرژی الکترونی مجاز به وجود میآید. بین این باندها گافهای ممنوعه قرار داشته که الکترونهای مشابه با ترازهای گسسته در اتم نمیتوانند در این گاف قرار گیرد. در مواد ماکروسکوپی و معمولی متشکل از نوارهای انرژی است . در اتمهای مختلف فاصله بین ترازها با یکدیگر متفاوت است و در موارد معمولی پهنای باندهای انرژی و پهنای منطقه ممنوعه (گاف انرژی) با یکدیگر متفاوت است.
نتیجه گیری :
موارد کاربرد نانو اَسمبلر ها در نانو دستگاه های ذخیره سازی داده یا نانو حافظه ها ، نانو ترانزیستور های تک اِلکترون و نانو آرایه های ( اِسپین-کوبیت )(spin-qubits) برای محاسبات کوانتومی را شامل می شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک