تشریح ساختمان نانو حافظه های مولکولی Nano molecular memory (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: به اصطلاح اثر اندازه نانو کوانتومی ، فیزیک خواص الکترون در جامدات را با کاهش بزرگ در اندازه ذرات توصیف می کند. این اثر با رفتن از ابعاد ماکرو به ابعاد خرد وارد عمل نمی شود. با این حال، زمانی که به محدوده اندازه نانو مِتری رسید، غالب می شود.
اثرات نانو کوانتومی می توانند بر رفتار ماده در مقیاس نانو - به ویژه در انتهای پایین (تک رقمی و ده ها نانومتر پایین) - تسلط پیدا کنند و بر رفتار نوری، الکتریکی و مغناطیسی مواد تأثیر بگذارند. می توان موادی تولید کرد که در مقیاس نانو در یک بعد (مثلاً پوشش های سطحی بسیار نازک)، در دو بعد (مثلاً نانو سیم و نانو لوله) یا در هر سه بعد (مثلاً نانوذرات و نقاط کوانتومی) باشند.دلایل این تغییرات شدید از دنیای عجیب و غریب فیزیک کوانتومی سرچشمه می گیرد. خواص توده ای هر ماده ای صرفاً میانگین تمام نیروهای کوانتومی است که بر همه اتم های سازنده ماده تأثیر می گذارد. همانطور که چیزها را کوچکتر و کوچکتر می کنید، در نهایت به نقطه ای می رسید که میانگین گیری دیگر کار نمی کند و باید با رفتار خاص اتم ها یا مولکول ها کنار بیایید - رفتاری که می تواند با زمانی که این اتم ها در یک ماده انبوه جمع می شوند بسیار متفاوت باشد. مواد کاهش یافته در مقیاس نانو می توانند به طور ناگهانی خواص بسیار متفاوتی در مقایسه با آنچه در مقیاس ماکرو نشان می دهند نشان دهند. به عنوان مثال، مواد مات شفاف می شوند (مس). مواد بی اثر تبدیل به کاتالیزور می شوند (پلاتین). مواد پایدار قابل احتراق می شوند (آلومینیوم)؛ جامدات در دمای اتاق به مایع تبدیل می شوند (طلا). عایق ها تبدیل به هادی (سیلیکون) می شوند.یکی دیگر از جنبه های مهم نانو مواد مساحت سطح است. در مقایسه با همان جرم مواد به شکل توده، مواد نانو مقیاس سطح نسبتاً بزرگتری دارند. این می‌تواند مواد را از نظر شیمیایی واکنش پذیرتر کند (در برخی موارد، موادی که به شکل توده ای بی اثر هستند، وقتی در مقیاس نانو تولید می شوند، واکنش پذیر هستند) و بر استحکام یا خواص الکتریکی آنها تأثیر می گذارد.
فناوری های رایج نانو الکترونیک در نانو حافظه ها خواسته ها را به سختی فراهم می کند، اما فناوری نانو راه حل هایی بهتر پیشنهاد می کند.یکی از ابزار جدید ذخیره اطلاعات استفاده از نقاط کوانتومی نیکلی در اندازه های نانومتری است که انتظار می رود برای ذخیره کردن ترابایتی داده ها، حتی در منازل و در استفاده های شخصی مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به وسایل ذخیره سازی نسبتاً بزرگ (از نظر فیزیکی) که هم اکنون داریم و این واقعیت که در حوزه های مختلف، به اندازه هایی در حدود گیگابایت نیاز داریم، پتانسیل بالایی برای فعالیت در این زمینه وجود دارد.هر نقطه کوانتومی شامل یک توپ مجزا چند صد اتمی است که می تواند یکی از دو حالت مغناطیسی را داشته باشد. این به آن ها اجازه می دهد که یک بیت اطلاعاتی (صفر یا یک) را در بر بگیرند، همان طور که در محاسبات ماشینی عرف است. در دیسک های سخت رایج، بیت های اطلاعاتی باید به اندازه کافی دور از هم قرار گرفته باشند تا تلافی نداشته باشند. نقاط کوانتومی به صورت واحدهای کاملاً مستقلی عمل می کنند که از نظر ساختاری به هم متصل نیستند، بنابراین می توانند تا حدی به یکدیگر نزدیک تر شوند. آن ها می توانند تا تراکم مشخصی آرایش یابند که اجازه می دهد هر نوع اطلاعاتی تا 5 ترابایت در فضایی به اندازه یک تمبر پستی ذخیره گردد. فعالیت ها هم چنان باید ادامه پیدا کند تا زمانی که این نانو نقاط بهتر عمل کنند و با دیگر وسایل محاسباتی از قبیل تراشه های سیلیکونی کار کنند.
نتیجه گیری:
به اصطلاح اثر اندازه نانو کوانتومی ، فیزیک خواص الکترون در جامدات را با کاهش بزرگ در اندازه ذرات توصیف می کند. این اثر با رفتن از ابعاد ماکرو به ابعاد خرد وارد عمل نمی شود. با این حال، زمانی که به محدوده اندازه نانو مِتری رسید، غالب می شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک