diamonds55
7th December 2008, 10:13 AM
خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: فناوري استراتژيك
محققان گروه فيزيک UAB و مؤسسه علم مواد بارسلون، در طرحي مشترک، ماده جديدي را بر اساس ابرشبکه‌ها(supernets) ساخته‌اند كه داراي خصوصيات ترموالکتريکي ارتقايافته‌اي بوده و راه را براي ساخت نانوسردسازها براي ابزارهاي نيمه‌رساناي معمولي هموار مي‌کند.
به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين ماده از دو لايه تکرارشونده تشکيل شده‌است: يک لايه از سيليکون ساخته شده و لايه ديگر از نانوبلورهاي(نقاط کوانتومي) ژرمانيومي تشکيل يافته‌است.
در چند سال گذشته، طراحي و ساخت مدارهاي نانومقياس براي ابزارهاي مجتمع، يکي از بحث‌هاي داغ در علم و فن‌آوري مواد مدرن بوده‌است.
کاهش قابل توجه در ابعاد اين ابزارها، اغلب با کشف‌هايي در ارتباط با نحوه رفتار آنها در اندازه‌هاي بسيار کوچک همراه بوده است.
دانشمندان همزمان با شناخت فيزيک اين مواد در نانومقياس، امکان طراحي مواد جديد را با خصوصيات نوظهور بررسي کرده‌اند.
يکي از خصوصياتي که لزوماً بايد در طراحي تراشه‌ها مورد توجه قرار گيرد، رسانايي حرارتي اجزاي موجود در تراشه است. اين ويژگي، براي کنترل گرم شدن مدارهاي کوچک‌مقياس -که هم‌اکنون يکي از محدوديت‌هاي فيزيکي در برابر ارتقاي توان محاسباتي است - داراي اهميت ويژه‌اي است. ادغام حرارت و الکتريسيته با ايجاد اثرات ترموالکتريکي به مدارها اجازه مي‌دهد تا سرد شوند و به اين شکل، توان محاسباتي را ارتقا مي‌دهد.
تاکنون هيچ ماده‌اي خصوصياتي که به بروز مؤثر رفتار ترموالکتريکي بينجامد نداشته است. اين امر توجه همگان را براي ارتقاي خصوصيات ترموالکتريکي، به‌سمت مواد نانومقياس معطوف کرده‌است؛ زيرا اين مواد مي‌توانند رسانايي حرارتي بسيار کوچک‌تري داشته و در عين حال، از رسانايي الکتريکي بالايي برخوردار باشند. اين دو ويژگي، براي دستيابي به يک رفتار موثر ترموالکتريکي، مورد نياز است.
در قياس با ساير پيشرفت‌هايي که پيش از اين در اين زمينه انجام شده‌اند؛ اين تحقيق، نقاط کوانتومي را در يک مد ناهم‌بسته، در لايه‌هاي تکرارشونده مذکور قرار مي‌دهد؛ به عبارت ديگر، نقاط موجود در يک لايه، به‌صورت عمودي با نقاط لايه پايين‌تر هم‌راستا نيستند.
براي تحقق اين امر، محققان يک زيرلايه کوچکِ کربني را در بين لايه سيليکوني و نانونقاط ژرمانيومي قرار دادند.
اين زيرلايه، اطلاعات نقاط کوانتومي موجود در سطوح پايين‌تر را مخفي مي‌کند. مهم‌ترين پيامدِ ناهمبستگي در بين لايه‌هاي تکرارشونده، کاهش رسانايي حرارتي است، زيرا به اين شکل، انتقال حرارت به‌صورت عمودي از لايه‌هاي چندگانه، مشکل‌تر مي‌شود.
محققان نشان دادند که ميزان اين کاهش در قياس با زماني که از ساختارهاي داراي همبستگي عمودي نقاط، استفاده شود بيش از دوبرابر است. به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، به همين دليل، اين مواد جديد داراي خصوصيات ترموالکتريکي ارتقايافته‌اي بوده و با توجه به سازگار بودنشان با فن‌آوري سيليکون، راه را براي سردسازي ابزارهاي نيمه‌رساناي معمولي هموار مي‌كنند، همچنين از ساختارهاي ژرمانيوم‌دار نيز مي‌توان در کاربردهاي دمابالا؛ همانند بازيابي حرارت توليدشده در فرايندهاي احتراق و تبديل آن به انرژي الکتريکي، استفاده كرد.
جنبه ثانويه و مهم اين تحقيق، مطالعه نظري خصوصيات حرارتي اين ماده جديد، به وسيله يک مدل ساده بر پايه تصحيحات معادله حرارتِ فوريه است که مي‌تواند رفتار اين ماده را پيش‌بيني کند. از اين رو، به کمک نتايج به دست‌آمده از مطالعات پيشين، محققان توانستند تا شالوده نظري رفتار حرارتي اين ماده نانوساختار را تبيين کنند.
انتهاي پيام
كد خبر: 8709-09654
سرويس: فناوري استراتژيك
محققان گروه فيزيک UAB و مؤسسه علم مواد بارسلون، در طرحي مشترک، ماده جديدي را بر اساس ابرشبکه‌ها(supernets) ساخته‌اند كه داراي خصوصيات ترموالکتريکي ارتقايافته‌اي بوده و راه را براي ساخت نانوسردسازها براي ابزارهاي نيمه‌رساناي معمولي هموار مي‌کند.
به گزارش سرويس فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين ماده از دو لايه تکرارشونده تشکيل شده‌است: يک لايه از سيليکون ساخته شده و لايه ديگر از نانوبلورهاي(نقاط کوانتومي) ژرمانيومي تشکيل يافته‌است.
در چند سال گذشته، طراحي و ساخت مدارهاي نانومقياس براي ابزارهاي مجتمع، يکي از بحث‌هاي داغ در علم و فن‌آوري مواد مدرن بوده‌است.
کاهش قابل توجه در ابعاد اين ابزارها، اغلب با کشف‌هايي در ارتباط با نحوه رفتار آنها در اندازه‌هاي بسيار کوچک همراه بوده است.
دانشمندان همزمان با شناخت فيزيک اين مواد در نانومقياس، امکان طراحي مواد جديد را با خصوصيات نوظهور بررسي کرده‌اند.
يکي از خصوصياتي که لزوماً بايد در طراحي تراشه‌ها مورد توجه قرار گيرد، رسانايي حرارتي اجزاي موجود در تراشه است. اين ويژگي، براي کنترل گرم شدن مدارهاي کوچک‌مقياس -که هم‌اکنون يکي از محدوديت‌هاي فيزيکي در برابر ارتقاي توان محاسباتي است - داراي اهميت ويژه‌اي است. ادغام حرارت و الکتريسيته با ايجاد اثرات ترموالکتريکي به مدارها اجازه مي‌دهد تا سرد شوند و به اين شکل، توان محاسباتي را ارتقا مي‌دهد.
تاکنون هيچ ماده‌اي خصوصياتي که به بروز مؤثر رفتار ترموالکتريکي بينجامد نداشته است. اين امر توجه همگان را براي ارتقاي خصوصيات ترموالکتريکي، به‌سمت مواد نانومقياس معطوف کرده‌است؛ زيرا اين مواد مي‌توانند رسانايي حرارتي بسيار کوچک‌تري داشته و در عين حال، از رسانايي الکتريکي بالايي برخوردار باشند. اين دو ويژگي، براي دستيابي به يک رفتار موثر ترموالکتريکي، مورد نياز است.
در قياس با ساير پيشرفت‌هايي که پيش از اين در اين زمينه انجام شده‌اند؛ اين تحقيق، نقاط کوانتومي را در يک مد ناهم‌بسته، در لايه‌هاي تکرارشونده مذکور قرار مي‌دهد؛ به عبارت ديگر، نقاط موجود در يک لايه، به‌صورت عمودي با نقاط لايه پايين‌تر هم‌راستا نيستند.
براي تحقق اين امر، محققان يک زيرلايه کوچکِ کربني را در بين لايه سيليکوني و نانونقاط ژرمانيومي قرار دادند.
اين زيرلايه، اطلاعات نقاط کوانتومي موجود در سطوح پايين‌تر را مخفي مي‌کند. مهم‌ترين پيامدِ ناهمبستگي در بين لايه‌هاي تکرارشونده، کاهش رسانايي حرارتي است، زيرا به اين شکل، انتقال حرارت به‌صورت عمودي از لايه‌هاي چندگانه، مشکل‌تر مي‌شود.
محققان نشان دادند که ميزان اين کاهش در قياس با زماني که از ساختارهاي داراي همبستگي عمودي نقاط، استفاده شود بيش از دوبرابر است. به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، به همين دليل، اين مواد جديد داراي خصوصيات ترموالکتريکي ارتقايافته‌اي بوده و با توجه به سازگار بودنشان با فن‌آوري سيليکون، راه را براي سردسازي ابزارهاي نيمه‌رساناي معمولي هموار مي‌كنند، همچنين از ساختارهاي ژرمانيوم‌دار نيز مي‌توان در کاربردهاي دمابالا؛ همانند بازيابي حرارت توليدشده در فرايندهاي احتراق و تبديل آن به انرژي الکتريکي، استفاده كرد.
جنبه ثانويه و مهم اين تحقيق، مطالعه نظري خصوصيات حرارتي اين ماده جديد، به وسيله يک مدل ساده بر پايه تصحيحات معادله حرارتِ فوريه است که مي‌تواند رفتار اين ماده را پيش‌بيني کند. از اين رو، به کمک نتايج به دست‌آمده از مطالعات پيشين، محققان توانستند تا شالوده نظري رفتار حرارتي اين ماده نانوساختار را تبيين کنند.
انتهاي پيام
كد خبر: 8709-09654