Bahmany
پنج شنبه 08 آذر 1386, 07:37 صبح
تازگی فیزیکدانان سنگاپوری نوع سومی از رایانه ها را طرح ریزی کرده اند که می تواند با استفاده از گرمای حمل شده به وسیله «فونون ها (phonon)» عملیات مشابهی را انجام دهد و روش جدیدی در پردازش اطلاعات به وجود آورد.در فرآیندپردازش اطلاعات ، همواره گرما به عنوان فاکتوری بدون استفاده و مضر مدنظر بوده است.
با استفاده از این روش می توان گرما را تحت کنترل درآورد و از آن استفاده کرد.
محققان تخمین زدند که چگونه گیت های منطقی حرارتی (گرمایی) را برای استفاده در رایانه های فونونیک آینده بسازند. گیت های منطقی یکی از عناصر اصلی رایانه ها هستند که عملیاتی را روی یک یا چند داده منطقی ورودی انجام داده و یک خروجی منطقی تولید می کنند. خروجی و ورودی با ولتاژهای مختلف نشان داده می شود. در گیت منطقی حرارتی ، ورودی و خروجی با دماهای مختلف نشان داده می شود. عنصر کلیدی این گیت ها، ترانزیستور گرمایی است که شبیه به ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) کار می کند و یک سال قبل از سوی گروه ساخته شد. این ترانزیستور مشتکل از 2ترمینال است که به شکل ضعیفی به هم جفت ، بعلاوه بر یک ترمینال کنترلی ثالث و مانند دیگر مدلسازی ها از حمام گرما که نوعی جهش مولکولی یا اتمی است برای تولید گرما استفاده شد. برای هدایت گرما نیاز به قدرت خارجی زیاد نیست و هرگونه اختلاف دما منجر به هدایت گرما می شود. در این مدل ، گرما از طریق ارتعاش شبکه هدایت می شود. زمانی که طیف ارتعاشی 2ترمینال ترکیب شود، همپوشانی آنها جریان گرما را تعیین می کند. به عنوان مثال زمانی که همپوشانی انجام می شود ، گرما براحتی بین ترمینال ها عبور می کند و بیانگر حالت on می شود و زمانی که همپوشانی بین 2طیف انجام نمی شود یا خیلی ضعیف باشد، بیانگر حالت off است.
مقاومت حرارتی تفاضلی منفی NDTR که در نتیجه تطابق یا عدم تطابق طیف ارتعاشی ذرات واسط ترمینال ها به وجود می آید، حالت on یا off را باثبات کرده و عمل گیت حرارتی را ممکن می کند. محققان برآورد کردند که چگونه ترکیب ترانزیستورهای حرارتی می تواند برای ساختن گیت های حرارتی مختلف مثل تکرارکننده سیگنال استفاده شود. تکرارکننده ، سیگنال گرمای ورودی را به رقم تبدیل می کند بنابراین زمانی که دما بالاتر یا پایین تر از ارزش بحرانی است ، خروجی on یا off است و حالت میانی وجود ندارد. با اتصال چندین ترانزیستور حرارتی به هم ، محققان به حالت مطلوب و ایده آل نزدیک شدند. در کنار تکرارکننده ، آنها برآورد کردند که گیت NOT و همچنین گیت های AND و OR را با همین ترانزیستورها می توان ساخت.
از آنجایی که این مدل بسادگی امکان ایجاد گیت های منطقی حرارتی را نشان داد ، محققان می گویند تحقق تجربی ابزارهایی در مقیاس نانو ، دور از دسترس نخواهد بود.آنها همچنین خاطرنشان کردند که دیگر ابزارهای حرارتی مثل یکسوکننده حرارتی نیمه هادی در آینده نزدیک مدلسازی خواهد شد.یکی از مزایای رایانه های فونونیک این است که احتیاج به مصرف الکتریسته بالا نیست و ما می توانیم گرمای مازاد به وجود آمده را برای انجام کارهای مفید استفاده کنیم.
دیگر مزیت روش این است که بشر قادر خواهد بود به صورت عاقلانه گرما را کنترل و استفاده کند و از این راه انرژی زیادی را ذخیره کند.
منبع : http://www.jamejamonline.ir/shownews2.asp?n=223889&t=kno
با استفاده از این روش می توان گرما را تحت کنترل درآورد و از آن استفاده کرد.
محققان تخمین زدند که چگونه گیت های منطقی حرارتی (گرمایی) را برای استفاده در رایانه های فونونیک آینده بسازند. گیت های منطقی یکی از عناصر اصلی رایانه ها هستند که عملیاتی را روی یک یا چند داده منطقی ورودی انجام داده و یک خروجی منطقی تولید می کنند. خروجی و ورودی با ولتاژهای مختلف نشان داده می شود. در گیت منطقی حرارتی ، ورودی و خروجی با دماهای مختلف نشان داده می شود. عنصر کلیدی این گیت ها، ترانزیستور گرمایی است که شبیه به ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) کار می کند و یک سال قبل از سوی گروه ساخته شد. این ترانزیستور مشتکل از 2ترمینال است که به شکل ضعیفی به هم جفت ، بعلاوه بر یک ترمینال کنترلی ثالث و مانند دیگر مدلسازی ها از حمام گرما که نوعی جهش مولکولی یا اتمی است برای تولید گرما استفاده شد. برای هدایت گرما نیاز به قدرت خارجی زیاد نیست و هرگونه اختلاف دما منجر به هدایت گرما می شود. در این مدل ، گرما از طریق ارتعاش شبکه هدایت می شود. زمانی که طیف ارتعاشی 2ترمینال ترکیب شود، همپوشانی آنها جریان گرما را تعیین می کند. به عنوان مثال زمانی که همپوشانی انجام می شود ، گرما براحتی بین ترمینال ها عبور می کند و بیانگر حالت on می شود و زمانی که همپوشانی بین 2طیف انجام نمی شود یا خیلی ضعیف باشد، بیانگر حالت off است.
مقاومت حرارتی تفاضلی منفی NDTR که در نتیجه تطابق یا عدم تطابق طیف ارتعاشی ذرات واسط ترمینال ها به وجود می آید، حالت on یا off را باثبات کرده و عمل گیت حرارتی را ممکن می کند. محققان برآورد کردند که چگونه ترکیب ترانزیستورهای حرارتی می تواند برای ساختن گیت های حرارتی مختلف مثل تکرارکننده سیگنال استفاده شود. تکرارکننده ، سیگنال گرمای ورودی را به رقم تبدیل می کند بنابراین زمانی که دما بالاتر یا پایین تر از ارزش بحرانی است ، خروجی on یا off است و حالت میانی وجود ندارد. با اتصال چندین ترانزیستور حرارتی به هم ، محققان به حالت مطلوب و ایده آل نزدیک شدند. در کنار تکرارکننده ، آنها برآورد کردند که گیت NOT و همچنین گیت های AND و OR را با همین ترانزیستورها می توان ساخت.
از آنجایی که این مدل بسادگی امکان ایجاد گیت های منطقی حرارتی را نشان داد ، محققان می گویند تحقق تجربی ابزارهایی در مقیاس نانو ، دور از دسترس نخواهد بود.آنها همچنین خاطرنشان کردند که دیگر ابزارهای حرارتی مثل یکسوکننده حرارتی نیمه هادی در آینده نزدیک مدلسازی خواهد شد.یکی از مزایای رایانه های فونونیک این است که احتیاج به مصرف الکتریسته بالا نیست و ما می توانیم گرمای مازاد به وجود آمده را برای انجام کارهای مفید استفاده کنیم.
دیگر مزیت روش این است که بشر قادر خواهد بود به صورت عاقلانه گرما را کنترل و استفاده کند و از این راه انرژی زیادی را ذخیره کند.
منبع : http://www.jamejamonline.ir/shownews2.asp?n=223889&t=kno