פיתוח חדש מאוניברסיטת אלברטה בקנדה מקרב התקנים מבוססי נקודות קוונטום להישג יד. נקודות קוונטום קיימות, שמכונות לעיתים גם בשם “אטומים מלאכותיים”, הינן בקוטר טיפוסי של 10-2 ננומטרים וצפויים להם יישומים רבים
נקודות קוונטום של אטום יחיד שהוכנו ע”י חוקרים מהמכון הלאומי הקנדי לננוטכנולוגיה ומאוניברסיטת אלברטה מאפשרות רמה חדשה של בקרת אלקטרונים פרטניים – פיתוח המקרב התקנים מבוססי נקודות קוונטום להישג יד.
הנקודות, המורכבות מאטום יחיד של צורן (סיליקון) וקוטרן ננומטר אחד בלבד, הינן נקודות הקוונטום הזעירות ביותר שהוכנו אי-פעם.
נְקֻדָּה קְוַנְטית לפי ויקיפדיה, (Quantum dot) היא מוליך למחצה ננומטרי המתחם פס הולכה של אלקטרונים בערך גבוה או אקסיטונים. מכיוון שהינן כביכול בעלות אפס ממדים, לנקודות קוונטיות יש הפרדה גדולה יותר בין הרמות האנרגטיות ואפשרות שליטה במיקום הרמות. כתוצאה מכך, הן יעילות יותר בהולכה ואופטיקה, ונחקרות ליישום בדיודות של לייזרים, מגברים, חיישנים ביולוגים ובהמרת אנרגיה סולרית לחשמלית במקום הסיליקון המשמש אותנו כיום.
לנקודות קוונטום יש מאפיינים אלקטרוניים יוצאי-דופן, כמו היכולת לתחם אלקטרונים מהירים וחמקמקים. בקרה זו על יחסי-הגומלין שבין אלקטרונים יכולה לשמש בתחומי חישוב שונים. עד עתה, השימוש בנקודות קוונטום היה אפשרי רק בטמפרטורות מאוד נמוכות ובלתי-מעשיות, אולם נקודות הקוונטום החדשות בגודל של אטום בודד בלבד מתפקדות גם בטמפרטורת החדר.
נקודות קוונטום קיימות, שמכונות לעיתים גם בשם “אטומים מלאכותיים”, הינן בקוטר טיפוסי של 10-2 ננומטרים. למרות שהן מורכבות מאלפי אטומים אחדים, כל האטומים מושכים את האלקטרונים באופן שיתופי, כך שהם מתואמים ביניהם כאילו היה גרעין אטום יחיד במרכז. תכונה זו מספקת תוכניות מהפכניות אחדות עבור התקנים אלקטרוניים.
ראש מיזם המחקר, Robert A. Wolkow, מתאר את ההשפעה האפשרית באומרו: “מאחר והן פועלות בטמפרטורת החדר וקיימות בגבישיי הצורן המשמשים היום במחשבים, אנו מצפים כי נקודות קוונטום מאטום בודד אלו יחליפו תוכניות תיאורטיות בהתקנים מעשיים.” נקודות קוונטום מאטום בודד מספקות יתרון נוסף – בקרה משמעותית על אלקטרונים פרטניים תוך שימוש באנרגיה מועטה. החוקר הראשי רואה בבקרה מעוטת אנרגיה זו כיישום המפתח של נקודות קוונטום אלו בסוגים חדשים לחלוטין של התקני אלקטרוניקה מבוססי-צורן, כגון מחשבים הצורכים אנרגיה מעוטה ביותר.
“היכולת לייצר נקודות קוונטום כאלו על צורן, החומר הבסיסי ביותר בתחום האלקטרוניקה, והשגת שליטה על מיקומו של אלקטרון מסוים בין נקודות אלו בטמפרטורת החדר, הם המקרבים סוגים חדשים לחלוטין של התקני חישוב הצורכים אנרגיה מועטה להישג יד.”
3 תגובות
בשם היושר וההגינות, הייתי מצפה מהכותב לבקש ממני אישור לפני כתיבת מאמר אישי על קרובי משפחתי.
אה.. ברור שלא הבנת כי לא לקחת את הקורס המעניין באחת הפקולטות להנדסת חשמל- התקני מצב מוצק.
וברצינות- כאשר אורך הגל קרוב מאוד למידות הפיזיות של ההתקן כמו במקרה הזה ניתן לקבל תאורה וחישובים על בסיס ננומטרי וסוג החומר מאבד את החשיבות שלו- כלומר לא משנה אם יש לו פער ישיר או עקיף מה שמשנה שמבחינת המבנה שלו הוא בעל ספקטרום של אטום בודד.
לא הבנתי מדוע קוראים לזה אטום יחיד כאשר מדובר במבנה רב-אטומי.
ומה ההבדל מ"ים אלקטרונים" מתכתי.