مشاوره رایگان تحصیلی
منو

کنترل جریان الکتریکی با اسپین هسته

+ 56
رأی شما
- 19

یک تیم بین المللی ازفیزیکدانان نشان دادند که اطلاعات ذخیره شده دراسپین هسته‌ی ایزوتوپ‌های هیدروژن دریک دیود نورافشان آلی (OLED) را می‌توان با اندازه‌ گیری جریان الکتریکی گذرنده ازنمونه خواند. بر خلاف طرحهای قبلی که تنها در دماهای خیلی پایین کارآیی داشتند، این اولین مورد است که در دمای اتاق عمل می‌کند و بنابراین می‌تواند در ساخت ادوات حافظه دار با تراکم بیشتر داده و بازدهی بیشتر انرژی مورد استفاده قرار گیرد.

کریستوفر بوهم از دانشگاه یوتا در حال وارد کردن یک OLED در اسپکترومتر

وجود تقاضای روبه رشد برای داشتن ادوات الکترونیکی قدرتمندتر و کوچکتر، فیزیکدانان را بر آن داشت تا به ارتقای نیمه رساناهای پربازده تر و ادواتی با قابلت ذخیره سازی بیشترداده بپردازند. با مشخص شدن این واقعیت که نیمه رساناهای سیلیکنی مرسوم با تولید گرما باعث از دست رفتن مقدار قابل توجهی از انرژی می‌شوند، دانشمندان در حال تحقیق برای استفاده از نیمه رساناهای آلی هستند. در واقع اینها لایه های نازک آلی هستند که بین دو رسانا قرارداده می‌شوند. امید بر ان است که آنها از نیمه رسانا های سیلیکنی پربازده تر باشند. علاوه بر این قابلت دسترسی به انواع مختلفی از نیمه رسانا های آلی می‌تواند به فیزیکدانان کمک کند تا بازده این قطعات را بهینه کنند.

تراشه واسپین

تراشه های حافظه متداول دربازار، اطلاعات  را به فرم بار الکتریکی ذخیره ‌‌می‌کنند. حرکت این بارها داخل تراشه مقدار زیادی گرمای اضافی تولید می‌کند که این خود افزون بر کاهش طول عمر باتری، قابلیت کوچکتر کردن اجزا را کاهش می‌دهد. روش دیگر، ذخیره سازی اطلاعات در اسپین الکترونها یا هسته هاست که مثلا" اسپین بالا متناظر با 1 و اسپین پایین متناظربا صفراست. این می‌تواند منجر به حافظه هایی با تراکم بیشتر داده و بازدهی بیشتر انرژی نسبت به قطعات کنونی بشود. تمایل اسپین هسته‌های اتمی به محفوظ ماندن از تاثیرات محیط پیرامون، ذخیره سازی اطلاعات را در آنها بسیار مورد توجه قرارداده است. به عبارتی زمان ذخیره سازی اطلاعات در آنها تا چند دقیقه می‌تواند وجود داشته باشد که خود میلیونها باربزرگتر از این زمان برای الکترون هاست. چالش کنونی چگونگی ذخیره کردن و خواندن اطلاعات از روی این اجزاء کوچک است. اکنون کریستوفر بوهم وهمکارانش از دانشگاه یوتا همراه با جان لیپتون از دانشگاه رگنسبورگ ومحققان دیگر در دانشگاه کویینزلند نشان داده اند که شارش جریان الکتریکی در یک (OLED) را می‌توان با کنترل اسپین ایزوتوپهای هیدروژن در آن مدوله کرد. به گفته لیپتون" جریان الکتریکی در یک قطعه نیمه رسانای آلی شدیدا" بوسیله ی اسپین هسته های هیدروژنی تاثیر می‌پذیرد که این اثر در مواد آلی زیاد است." این تیم نشان دادند که شارش جریان الکتریکی از یک (OLED) پلیمری پلاستیکی می‌تواند دقیقا" محاسبه بشود که این خود استفاده از(OLED) ارزان قیمت به عنوان نیمه رساناهای پربازده  را پیش بینی می‌کند.

درست مانند NMR

بوهم وتیم همکاربا اعمال  یک میدان مغناطیسی ضعیف، به تست نمونه (OLED)  خود پرداختند.  این میدان یک اختلاف انرژی بین جهت گیری اسپین هسته دوتریم و پروتون  ایجاد می‌کند. محققان سپس از سیگنالهای رادیو فرکانس برای تغییر جهت گیری اسپین هسته ی دوتریم و پروتونها استفاده کردند. فرایندی که در طی آزمایش رزونانس مغناطیسی هسته نیز انجام می‌شود (NMR). تغییرات در اسپین هسته‌ها باعث ایجاد تغییراتی دراسپین الکترون‌های مجاور نیز می‌شود، واین باعث ایجاد تغییراتی در جریان الکترکی می‌شود. نیروهای مغناطیسی بین اسپین الکترونها و هسته ها میلیونها بارکوچکتر از نیروی الکتریکی لازم برای ایجاد تغییری مشابه درجریان است. این واقعیت نشان می‌دهد که این اثر می‌تواند در ایجاد ادوات نیمه رسانا برای ذخیره سازی اطلاعات با بازدهی انرژی بالا استفاده شود.  فعالیت اخیر از سال 2010 دنبال‌ میشده است. زمانی که بوهم و همکارانش نشان دادند که این تکنیک می‌تواند برای کنترل جریان در یک قطعه ساخته شده ازسیلیکون دوپ شده با فسفر استفاده شود. اگرچه این روش تنها در حضور میدانهای مغناطیسی قوی و در دماهای چند درجه نزدیک صفر مطلق امکان پذیر بود. وجود چنین شرایطی در ادوات تجاری غیرعملی است، در حالی که ادوات مبتنی بر(OLED)  به دماهای خیلی پایین و میدان‌های مغناطیسی خیلی زیادی احتیاج ندارند.

زمان واهلش

به گفته لیپتون" در نیمه رسانا های آلی زمان  واهلش  اسپین به طور چشمگیری با دما تغییر نمی کند. در مقابل این زمان   در سیلیکون دوپ شده با فسفربه طور قابل توجهی با کاهش دما افزایش می‌یابد بنابراین درسیلیکون دوپ شده با فسفر آزمایشها باید در دماهای پایین و میدان‌های مغناطیسی بالا انجام پذیرد."

این گروه معتقد است که تکنیک آنها برای هسته‌های دیگر با اسپین غیر صفر، البته با یکسری محدودیت، قابل اعمال است. به گفته لیپتون "چون پروتون و دوتریم هر دوایزوتوپهای هیدروژن هستند در زمان سنتز پلیمر، بدون تغییر در ساختار شیمیایی قابلیت جابجا شدن با همدیگر را دارند که ممکن است با انواع دیگر هسته‌ها شدنی نباشد. " تریتیم، سومین ایزوتوپ هیدروژن، رادیواکتیو است، پس مورد مناسبی برای  استفاده در انجام  آزمایش‌ها نیست.

psi.ir

+ 56
رأی شما
- 19



www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
DNA پس از مرگ (6 پاسخ)
محاسبات علمی (1 پاسخ)
فرمول مساحت عرقچین کروی (2 پاسخ)
طول پلانک (27 پاسخ)
نمای زیبایی از عدد e (0 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (4 پاسخ)
آیا قبل از بیگ بنگ فضا-زمان وجود داشته است؟ (20 پاسخ)
بالا رفتن آب در لوله مویین (2 پاسخ)
فوتون (14 پاسخ)
آنچه در مورد پشت پرده بیماری کرونا باید بدانیم (24 پاسخ)
فرضيه منو درباره منظومه شمسی بخونيد و نظر بديد (48 پاسخ)
جهان کراندار (7 پاسخ)
زمان لحظه ای ثابت (10 پاسخ)
زمین تخت گرایان (205 پاسخ)
كي ميتونه ثابت كنه كه دو خط موازي همديگر را در بي نهايت قطع ميكند (15 پاسخ)
موفقيت شبيه سازي سفر در زمان براي فوتون ها (7 پاسخ)
در زمان نمی توان سفر کرد (62 پاسخ)
در اين مكان انرژي از هيچ پديدار مي شود (4 پاسخ)
کیهان انتها دارد؟ میتواند تا بی نهایت منبسط شود؟ (18 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (13 پاسخ)
خورشید چگونه بر حرکت وضعی زمین تأثیر میگذارد؟ (7 پاسخ)
چگونه مي توان در زمان سفر كرد؟ (93 پاسخ)
خودبخودی بودن فشرده شدن گاز کامل (12 پاسخ)
زمان در دنیای کوانتوم (2 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (32 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (5 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار رياضيات (99 پاسخ)
مشتق (3 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (14 پاسخ)
بیگ بنگ در چه چیزی اتفاق افتاده؟ -در هیچ ؟ (4 پاسخ)
مولکول DNA چرا فعالیت هوشمندانه ای بروز میده ؟ (5 پاسخ)
مکانیک کوانتوم و سیاهچاله (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (20 پاسخ)
توان تشعشعي از ذره شتابدار (2 پاسخ)
آیا نور انرژی جنبشی خود را منتقل می کند؟ (19 پاسخ)
آیا نور به اجسام نیرو وارد می کند؟ (0 پاسخ)
فرق میان امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیسی (6 پاسخ)
انحراف ژیروسکوپ (0 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (229 پاسخ)
آزمایش مربوط به فشار گازها (0 پاسخ)
گراویتون چیست؟ (22 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (3 پاسخ)
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
مقالات فیزیک
چگونه کودک‌مان را به کتاب‌خوانی علاقه‌مند کنیم؟
چرا بیماران قلبی در برابر کووید-۱۹ آسیب‌پذیر هستند؟
دلیل آتش‌سوزی‌های استرالیا مشخص شد
بدون لباس فضانوردی، در فضا چه بلایی بر سر بدن ما می‌آید؟
چطور علائم اولیه سرطان را بشناسیم؟
قطر کهکشان راه‌شیری؛ صدهزار یا دو میلیون سال‌نوری؟!
نوزادان ۸ ماهه گرامر زبان مادری خود را می‌دانند
کشف دو گونه‌ی جدید از کوسه‌ها
چطور یوگا را در خانه شروع کنیم؟
ستاره‌ای که «به‌زودی» به ابرنواختر تبدیل می‌شود
ماندگاری ویروس کرونا در هوا و بر روی سطوح چقدر است؟
در زیر یخچال‌های سرزمین جنوبگان چه خبر است؟
چگونه کمر باریک داشته باشیم؟
آیا ویروس کرونا ساخته‌ی دست بشر باشد؟
ساخت دوربینی بدون فوکوس با لنز تخت
کشف هنرنمایی ۲۲،۵۰۰ ساله با استخوان ماموت
چگونه در هنگام شیوع ویروس کرونا آرامش خود را حفظ کنیم؟
اولین تصویر از سیاهچاله چگونه ساخته شد؟
یافته‌ای مهم درباره‌ی زمین و منشاء حیات
چگونه فلزی نرم مثل سرب، مثل فولاد مستحکم شود؟
تشخیص سریع ویروس کرونا با کمک سیتی‌اسکن
راز ریش قرمز و موی غیرقرمز برخی مردان چیست؟
تکنولوژی نانو، میزان جذب انرژی از خورشید را افرایش می‌دهد
چگونه می‌توان تفاوت بین سیارات و ستاره‌ها را متوجه شد؟
در گذشته هر سال ۳۷۲ روز بوده است
قرنطینه‌ی ایتالیا به‌خاطر کرونا، از فضا نیز مشخص است
تقویت تمرکز با مصرف آووکادو
چگونه موبایل و کامپیوتر خود را ضدعفونی کنیم؟
پیوند دستانی مردانه به زنی در هند
تنش‌ حرارتی چیست و تاثیر آن در آینده‌ی زمین چگونه است؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
شاهکاری دیگر از تلسکوپ فضایی هابل (0+)
دقت بالای هوش‌مصنوعی در تشخیص سرطان سینه (0+)
موجوداتی که برای زندگی به اکسیژن نیاز ندارند (0+)
چگونه بیت‌کوین بخرم؟ (0+)
افشای راز زنبوری ۹۹ میلیون ساله (0+)
نسل جدید موشک‌های فضایی (0+)
خودرویی الکتریکی که روی دست بوگاتی شیرون بلند شد (0+)
چطور سیستم ایمنی بدن را تقویت کنیم؟ (0+)
دارویی مهم که هوش‌مصنوعی آن‌را کشف کرد (0+)
چرا دانشمندان فکر می‌کنند در این سیاره‌ی فراخورشیدی، حیات وجود دارد؟ (0+)
آیا واقعاً نوزادان در برابر کرونا ویروس مقاوم هستند؟ (0+)
دومین درمان موفق بیمار مبتلا به ایدز (0+)
یارانه‌ی سوخت‌های فسیلی باید متوقف شود (0+)
با مریخ‌نورد جدید ناسا آشنا شوید (0+)
چطور تمرکز را افزایش دهیم؟ (0+)
ادامه ...