مقاله

نانوالکترونیک – مفهوم اساسی ، رویکرد ها دستگاهها

نانوالکترونیک - نانوتکنولوژی در الکترونیک

نانوالکترونیک – نانوتکنولوژی در الکترونیک این مقاله به تشریح اصول نانوالکترونیک و مفهوم آن می پردازد. رویکردهای مختلف نیز با جزئیات توضیح داده شده است.

نانوالکترونیک مبتنی بر كاربرد فناوری نانو در زمینه الکترونیك و قطعات الکترونیکی است. اگرچه ممکن است اصطلاح نانوالکترونیک به معنی کلیه قطعات الکترونیکی باشد ، در مورد ترانزیستورها توجه ویژه ای صورت می گیرد. این ترانزیستورها اندازه ای کمتر از 100 نانومتر دارند. به طور واضح ، آنها بسیار كوچك هستند كه برای شناخت خصوصیات مکانیكی كوانتومی و طراحی بین اتمی ، مطالعات جداگانه ای باید انجام شود. در نتیجه ، گرچه ترانزیستورها در محدوده نانومتر ظاهر می شوند ، اما از طریق فناوری نانو طراحی می شوند. طراحی آنها نیز بسیار متفاوت از ترانزیستورهای سنتی است و معمولاً در رده نانولوله‌ها / نانوسیمهای یک بعدی ، الکترونیک مولکولی ترکیبی یا الکترونیک پیشرفته مولکولی قرار می گیرند.

گفته می شود این فناوری آینده بعدی خواهد بود ، اما عملی بودن آن تقریباً غیرممکن است حتی اکنون که به زودی ظهور آنها دشوار است.

مفهوم اساسی نانوالکترونیک

 

اگرچه می توان یک دستگاه نانوالکترونیک کاملاً کاربردی ساخت ، بار کاری که می تواند انجام دهد به اندازه آن محدود شده است. اصل اساسی این است که قدرت یک ماشین با توجه به افزایش حجم افزایش می یابد ، اما میزان اصطکاکی که یاطاقان دستگاه در آن نگه داشته می شود بستگی به مساحت دستگاه دارد.

برای اندازه کوچک دستگاه نانوالکترونیکی نمی توان برای جابجایی بار سنگین مانند دستگاه مکانیکی استفاده کرد. اگر چنین کاری محاکمه شود ، شکست خواهد خورد زیرا قدرت موجود به راحتی توسط نیروهای اصطکاک غلبه می شود. بنابراین ، مطمئن است که این دستگاه ها در برنامه های دنیای واقعی محدودیت هایی دارند.

رویکردهای مختلف به نانوالکترونیک

 

  • تولید نانو

از این روش برای طراحی آرایه ها یا لایه های دستگاه نانوالکترونیک برای کار برای یک عمل واحد استفاده می شود. سیستم های نانوالكترومكانیكی نیز بخشی از ساخت نانو هستند.

  • الکترونیک نانومواد

در نانوالکترونیک ، ترانزیستورها به صورت آرایه ای به یك تراشه بسته بندی می شوند. بنابراین آنها به صورت یکنواخت و از نظر ماهیت متقارن باقی می مانند. بنابراین شناخته شده است که آنها حرکت سریعتر الکترون ها را در مواد دارند. ثابت دی الکتریک دستگاه نیز افزایش می یابد و مشخصات الکترون یا سوراخ نیز از نظر ماهیت متقارن می شوند.

برنامه های کاربردی نانوالکترونیک

برخی از دستگاه هایی که با کمک نانوالکترونیک و کاربردهای آینده آن تولید شده اند در زیر آورده شده است.

  • نانورادیو
  • نانو کامپیوتر

رایانه های معمولی با پردازنده بزرگ با نانو پردازنده های نانوپردازنده جایگزین خواهند شد که عملکرد و سرعت بالاتری نسبت به رایانه های معمولی دارند. محققان آزمایش های مختلفی را با استفاده از روش های نانولیتوگرافی برای طراحی بهتر نانوپردازنده ها انجام می دهند. آزمایشات با جایگزینی قطعات CMOS در پردازنده های معمولی با نانوسیم ها نیز انجام می شود. FET در کامپیوترها با نانولوله های کربنی جایگزین می شوند.

  • تولید انرژی

دستگاه هایی که از فناوری نانوالکترونیک استفاده می کنند نیز شامل سلولهای خورشیدی هستند که بسیار کارآمد و ارزان تر از نمونه های معمولی هستند. در صورت ایجاد چنین انرژی خورشیدی کارآمد ، این یک انقلاب برای نیازهای جهانی انرژی است.

با استفاده از این فناوری ، محققان در حال تولید ژنراتور برای تولید انرژی در داخل بدن به نام ژنراتورهای بیو-نانو هستند. اصولاً ژنراتور وسیله ای الکتروشیمیایی است که در اندازه نانو ساخته شده است. این مانند سلول سوختی است که با جذب قند خون در بدن زنده ، نیرو تولید می کند. گلوکز با کمک آنزیمی از بدن جدا خواهد شد. این آنزیم گلوکز را از الکترون جدا کرده و آنها را برای تولید نیرو مفید می کند.

قدرت تولید شده از طریق چنین وسیله ای تنها چند وات خواهد بود زیرا بدن برای عملکرد طبیعی خود به مقداری گلوکز نیاز دارد. از این قدرت کوچک می توان برای تقویت توان دستگاههایی که در داخل بدن قرار دارند مانند ضربان سازها یا نانوروباتهای حاوی قند استفاده کرد.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا