جهش فناوری به کمک مواد کوانتومی جدید

پیشرفت در رشد الماس ترکیبی منجر به دستیابی به کاربردهای مرتبط با ویژگی‌های مطلوب الماس می‌شود. ویژگی‌های مطلوب الماس شامل طیفی از پایداری زیستی و شیمیایی، شفافیت نوری گسترده و استحکام تا بالاترین رسانایی حرارتی در میان مواد می‌باشد.

کد خبر: ۴۷۲۶۱۹

چهارشنبه - ۰۲ دی ۱۳۹۴ / December 23, 2015

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ استفاده از مواد کوانتومی جدید نظیر گرافن باعث پیشرفت‌هایی در عرصه‌های مختلف نظیر کنترل الماس‌ها، الکترونیک، فیزیک و عایق‌های توپولوژیکی شده است. پیشرفت در رشد الماس ترکیبی منجر به دستیابی به کاربردهای مرتبط با ویژگی‌های مطلوب الماس می‌شود. ویژگی‌های مطلوب الماس شامل طیفی از پایداری زیستی و شیمیایی، شفافیت نوری گسترده و استحکام تا بالاترین رسانایی حرارتی در میان مواد می‌باشد.

بر اساس گفته‌های کارل تامپسون ، مدیر مرکز پردازش مواد، قانون مور برای 5 دهه است که تولید ادوات الکترونیکی سریع‌تر، ارزان‌تر و کوچک‌تر را ممکن ساخته است، ولی از یک الگوی جدید نظیر مواد کوانتومی برای جهش فناوری بعدی استفاده خواهد شد.

یک خانواده جدید از مواد کوانتومی شامل گرافن، بور نیترید 6 ضلعی، مولیبدنیوم دی‌سولفید و مراکز خلاء نیتروژن در الماس‌ها، جزء پیشروان تحقیقات علمی اخیر هستند. این مواد به دلیل ویژگی‌های مغناطیسی، نوری و الکترونیکی غیرعادی خودشان و نیز علاقه ویژه به استفاده بالقوه از آنها در حس‌کردن، پردازش اطلاعات و حافظه، مطالعه می‌شوند. تامپسون در مورد این مواد این‌گونه توضیح می‌دهد: «چنین موادی ضرورتا اساس فناوری‌های جایگزین نیستند. آنها مطمئنا اساس فناوری‌های مکمل برای مدارهای مجتمع متعارف هستند.»

بر اساس اظهارات دانیل تویچن ، اسپینترونیک ( علم مطالعه اسپین‌های الکترون‌ها- مترجم) الماس، امیدها را برای طیف وسیعی از کاربردها شامل تصویربرداری نانومغناطیسی، ژیروسکوپ‌ها و پردازش اطلاعات کوانتومی زنده نگه می‌دارد. تویچن گزارش داد که پیشرفت در رشد الماس ترکیبی منجر به دستیابی به کاربردهای مرتبط با ویژگی‌های مطلوب الماس می‌شود. ویژگی‌های مطلوب الماس شامل طیفی از پایداری زیستی و شیمیایی، شفافیت نوری گسترده و استحکام تا بالاترین رسانایی حرارتی در میان مواد می‌باشد.

در حالی که الماس خالص شبکه‌ای شامل اتم‌های کربن را تشکیل می‌دهد، یک ناخالصی که نقص خلاء نیتروژن نامیده می‌شود، می‌تواند در شبکه الماس ایجاد شود. در الماسِ مرکزِ خلاء نیتروژن یک اتم نیتروژن به‌جای اتم کربن با ساختار جفت می‌شود. جفت‌های خلاء نیتروژن رنگ الماس را به صورتی تغییر می‌دهد. بر اساس مطالعات تویچن این مراکز رنگی خلاء نیتروژن می‌توانند ویژگی‌های اسپینترونیک/ کوانتومی را تا چند ثانیه در دمای اتاق حفظ کنند.
این فناوری هم‌چنین باعث پیشرفت‌هایی در الکترونیک جاسازی‌شده(Embeded Electronics )، انقلاب‌هایی در فیزیک و نیز اکتشاف عایق‌های توپولوژیکی شده است.