ساتحدث اليوم عن اكتشاف علمي ربما يغير وجه التقنيات الحديثة.

? الزمان:

26 اكتوبر 2023

?المكان:

جامعة كولومبيا

?الحدث:

اكتشف ميلان ديلور وزملاؤه أسرع #أشباه_الموصلات على الاطلاق.

والتي يمكن أن تؤدي إلى صناعة رقائق كمبيوتر أسرع بآلاف المرات من أي شيء متاح اليوم.

1️⃣ https://t.co/QJjsDWgbLx

ربما تعيد #الفيزياء و #الكيمياء كتابة التاريخ التكنولوجي. حيث تم " بالصدفه" اكتشاف #أشباه_الموصلات جديدة حطمت الرقم القياسي للسرعة.

فقد عثرت مجموعة بحثية في جامعة كولومبيا في نيويورك بالصدفة على مادة فائقة الذرة تسمى Re₆Se₈Cl₂ (تتكون من الرينيوم والسيلينيوم والكلور)، والتي تعمل كأشباه الموصلات، مما يسمح للإلكترونات بالانتقال ميكرومتر في أقل من نانوثانية.

ويوضح الباحثون:

من الناحية النظرية، فأن لديهم القدرة على الوصول إلى الفيمتو ثانية، أي ستة أوامر من الحجم [10⁶] أسرع من السرعة التي يمكن تحقيقها في إلكترونيات غيغاهيرتز الحالية وفي درجة حرارة الغرفة.

2️⃣

قام طالب الدكتوراه اوزباكستاني الجنسية واسمه جاك تولياج، بإحضار مادة Re₆Se₈Cl₂ إلى المختبر، معتقدًا أنها مادة ليس لها قدرة توصيل عالية، لاختبار المجاهر فائقة الدقة، والتي يمكنها التقاط الجسيمات المتحركة بمقاييس فائقة السرعة وفائقة المجهر.

https://t.co/6LD5CsdPRh

يقول مشرفه أستاذ الكيمياء المساعد في جامعة كولومبيا ميلان ديلور:

لقد كان عكس ما توقعناه. فبدلاً من الحركة البطيئة التي افترضناها، رأينا أسرع سرعة عرفناها على الإطلاق.

لقد أدت التجربة إلى اكتشاف أنه في Re₆Se₈Cl₂، يقترن الإكسيتون (حالة كمومية تتكون من إلكترونات امتصت الطاقة والفجوة التي تنشأ عندما يقفز الجسيم إلى حالة طاقة أعلى) مع الفونون، وهو شبه جسيم يحمل الطاقة والذي هو مفتاح التوصيل الكهربائي. أدى هذا الارتباط إلى ظهور شبه جسيم جديد، يُسمى إكسيتون-بولارون الصوتي، وهو أثقل ولكن، للمفارقة، أسرع أيضًا.

ويشرحها باللغة الفيزيائية:

كونه دون عوائق في المسار، يتحرك الإكسيتون-بولارون الصوتي في النهاية بشكل أسرع في Re₆Se₈Cl₈Cl₂ من الإلكترونات الموجودة في السيليكون.

وفي التجارب، سافرت بولارونات الإكسيتون الصوتية في Re₆Se₈Cl₈Cl₂ عدة ميكرومترات في العينة في أقل من نانوثانية. وهذه السرعة، مع الأخذ في الاعتبار أنها يمكن أن تظل مستقرة لنحو 11 نانو ثانية ويمكن التحكم فيها بالضوء بدلا من الكهرباء، تعني أنها، نظريا، "يمكن أن تغطي أكثر من 25 ميكرومترا في الفيمتو ثانية"، وفقا لحسابات الباحثين.

3️⃣

وأصبحت مادة #Re6Se8Cl2 "الفوق الذرية" أسرع #أشباه_الموصلات المعروفة ويمكن أن تؤدي إلى رقائق كمبيوتر أسرع بآلاف المرات من أي شيء متاح اليوم.

وكما نعلم بان أشباه الموصلات من #السيليكون المستخدمة في الترانزستورات في رقائق الكمبيوتر تعتمد على تدفق الإلكترونات لنقل البيانات، لكن هذه الجسيمات تميل إلى التشتت بشكل كبير، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة في الحرارة وإبطاء الوقت الذي تستغرقه البيانات للانتقال من A إلى B.

الآن، تتحرك الجسيمات التي تسمى الإكسيتونات عبر مادة Re6Se8Cl2 (المصنوعة من الرينيوم والسيلينيوم والكلور)، بشكل أبطأ مما تفعله الإلكترونات عبر السيليكون، ولكن الأهم من ذلك أنها تتحرك في خطوط مستقيمة، لذا فهي تغطي مسافات مماثلة بسرعة أكبر بكثير.

إذا كان من الممكن تصنيع ترانزستور يستخدم #الإكسيتونات بدلاً من #الإلكترونات باستخدام هذه المادة الجديدة، فسوف يتمكنون من الانتقال من أحد جانبي الترانزستور إلى الجانب الآخر دون تشتت، مما سيسمح لهم بالسفر من A إلى B في مكان ما بين 100 و1000 مرة. أسرع من الإلكترونات الموجودة في شريحة السيليكون.

4️⃣

المصادر للاستزادة ?

⭕️ الدراسة:

https://t.co/jEXOKv9qAG

⭕️ الاخبار

https://t.co/MUa3mmz5y1

5️⃣

.

.