Enerji tasarruflu elektronikler için sürücüde önemli bir gelişme

Enerji tasarruflu elektronikler için sürücüde önemli bir gelişme
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


Enerji tasarruflu elektronikler için sürücüde önemli bir gelişme

Muon spin spektroskopisi için hazırlanan gelişmiş materyalin bir örneği. Kredi bilgileri: University of Leeds

Bilim adamları, daha az güç gerektiren ve daha az ısı üreten yeni nesil elektroniklerin geliştirilmesinde bir atılım yaptılar.

Elektronların karmaşık kuantum özelliklerinden – bu durumda elektronların spin durumundan yararlanmayı içerir.

Dünyada bir ilk olarak Leeds Üniversitesi’nden bir fizikçi ekibi tarafından yönetilen araştırmacılar dergide Bilim İlerlemeleri elektronların spin durumunu birkaç saat boyunca üretebilen ve tutabilen bir ‘spin kondansatörü’ oluşturdular.

Önceki denemeler, spin durumunu sadece bir saniyelik bir süre için tutmuştur.

Elektronikte, bir kondansatör enerjiyi elektrik yükü şeklinde tutar. Bir spin kapasitör bu fikrin bir varyasyonudur: sadece şarj tutmak yerine, bir grup elektronun spin durumunu da saklar – aslında her bir elektronun spin pozisyonunu ‘dondurur’.

Sıkma durumunu yakalama yeteneği, depolama aygıtlarının çok küçük olabileceği kadar verimli bir şekilde bilgi depolayan yeni aygıtların geliştirilmesi olasılığını ortaya çıkarır. Sadece bir inç karelik bir spin kapasitör 100 Terabayt veri depolayabilir.

Araştırmayı denetleyen Fizik ve Astronomi Yüksek Okulu Doçent Dr. Oscar Cespedes, “Bu, kuantum teknolojisi ilkelerinden yararlanarak elektronikte bir devrim haline gelebilecek şeyde küçük ama önemli bir atılım.

“Şu anda, bilgisayar veya cep telefonu gibi bir elektronik cihazda kullanılan enerjinin yüzde 70 kadarı ısı olarak kayboluyor ve bu, cihazın devresi boyunca hareket eden elektronlardan gelen enerjidir. Büyük verimsizliklere neden oluyor. İnternetin karbon ayak izi, halihazırda hava yolculuğununkine benzer ve her geçen yıl artmaktadır.

“Işık ve çevre dostu elementler kullanan kuantum etkileri ile ısı kaybı olmaz. Mevcut teknolojilerin performansı, çok daha az güç gerektiren daha verimli ve sürdürülebilir bir şekilde gelişmeye devam edebilir.”

Leeds’in önde gelen yazarlarından Dr. Matthew Rogers da şunları söyledi: “Araştırmamız geleceğin cihazlarının manyetik sabit disklere dayanması gerekmeyebileceğini gösteriyor. Bunun yerine ışıkla çalışan spin kapasitörleri olacak, bu da onları çok hızlı yapacak veya elektrik alanıyla son derece enerji tasarruflu hale getirecektir.

“Bu heyecan verici bir atılım. Kuantum fiziğinin elektroniğe uygulanması yeni ve yeni cihazlarla sonuçlanacak.”

Enerji tasarruflu elektronikler için sürücüde önemli bir gelişme
Muon spin spektroskopisinden önce tutucusundaki ileri malzeme örneği. Kredi bilgileri: University of Leeds

Bir spin kapasitör nasıl çalışır

Geleneksel hesaplamada, bilgi kodlanır ve bir dizi bit olarak saklanır: ör. sıfırlar ve sabit diskte olanlar. Bu sıfırlar ve olanlar, disk üzerindeki küçük mıknatıslanmış bölgelerin polaritesindeki değişikliklerle sabit diskte temsil edilebilir veya saklanabilir.

Kuantum teknolojisi ile spin kapasitörler, ışık veya elektrik alanları kullanarak elektronların spin durumuna kodlanan bilgileri yazabilir ve okuyabilir.

Araştırma ekibi, buckminsterfulleren (buckyballs), manganez oksit ve kobalt manyetik elektrot adı verilen bir karbon formundan yapılmış gelişmiş bir malzeme arayüzü kullanarak spin kapasitörü geliştirebildi. Nanokarbon ve oksit arasındaki arayüz elektronların spin durumunu yakalayabilir.

Spin durumunun bozulma süresi, manyetik bir elektrotun varlığında, buckyball’lardaki karbon atomları ile metal oksit arasındaki etkileşim kullanılarak uzatıldı.

Araştırmanın bir parçası olarak dünyanın en gelişmiş deney tesislerinden bazıları kullanılmıştır.

Araştırmacılar, bilim insanlarının maddenin atomik yapısını görselleştirmelerini ve özelliklerini araştırmasını sağlayan senkrotron ışığı üretmek için elektron hızlandırıcıları kullanan Barselona’daki ALBA Synchrotron’u kullandılar. İsviçre’deki Paul Scherrer Enstitüsü’nde düşük enerjili müon spin spektroskopisi, örnek içindeki bir metrenin milyarda biri içinde ışık ve elektrik ışını altında lokal spin değişikliklerini izlemek için kullanıldı. Bir müon bir atom altı parçacıktır.

Deneysel analizin sonuçları, İngiltere’nin en güçlü süper bilgisayarlarından birine ev sahipliği yapan İngiltere Bilim ve Teknik Tesisler Konseyi’ndeki bilgisayar bilimcilerinin yardımıyla yorumlandı.

Bilim adamları, yaptıkları ilerlemelerin, özellikle dönme durumunu daha uzun süre tutabilen cihazlara dayanabileceğine inanıyorlar.



Kaynak

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir