M.Salehi
3rd July 2012, 02:17
تیمی از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس با همکاری یک دانشمند ایرانی موفق به ساخت قویترین نوسانگرهای ریزموج نانومقیاس با عملکرد بالا در جهان شده‌اند که می‌تواند به دستگاههای ارتباطی متحرک ارزانتر و به صرفه‌تر با کیفیت انتقال علائم بسیار بهتر منجر شود.
56345
به نقل ازایسنا؛ تلفن‌های همراه، تبلت‌های وای‌فای و دیگر ابزار الکترونیکی امروزی همگی از نوسانگرهای ریزموج که دستگاههای ریز تولیدکننده علائم الکتریکی در حوزه ارتباطات هستند، استفاده می‌کنند. برای مثال در یک تلفن همراه، مدارهای گیرنده و فرستنده حاوی نوسانگرهایی هستند که علائم فرکانس رادیویی تولید می کنند سپس با آنتن تلفن به امواج الکترومغناطیسی ورودی و خروجی تبدیل می‌شوند.
نوسانگرهای کنونی مبتنی بر سیلیکون بوده و از بار یک الکترون برای ساخت ریزموج استفاده می‌کنند. نوسانگرهای ساخت دکتر پدرام خلیلی امیری و همکارانش اما از چرخش یک الکترون مانند آهنربا استفاده کرده و از چندین مزیت ارزش نمایی در مقایسه با نوسانگرهای رایج امروزی برخوردارند.
این نوسانگرهای مبتنی بر چرخش تحت حمایت سازمان پروژه های تحقیقات پیشرفته دفاعی آمریکا(دارپا) ساخته شده اند که بر « حافظه دسترسی تصادفی انتقال چرخشی گشتاور مغناطیس‌مقاومتی (STT-RAM)» تمرکز دارد. این حافظه از پتانسیل زیادی در مقایسه با انواع دیگر حافظه از نظر سرعت و راندمان انرژی برخوردار است.
این دانشمندان دریافتند که ساختارهای نانومقیاس لایه‌‌یی سازنده STT-RAM یک انتخاب عالی برای حافظه بوده که می‌توان آنرا برای نوسانگرهای ریزموج برای ارتباطات نیز تولید کرد. این ساختار که «نانونوسانگرهای انتقال چرخشی» نام دارد از دو لایه مغناطیسی جدا ساخته شده است.
یک لایه از یک جهت ثابت قطب مغناطیسی برخوردار بوده و جهت مغناطیسی لایه دیگر قابل دستکاری برای چرخاندن توسط گذر یک جریان الکتریکی از میان آن است. این امر به ساختار اجازه می‌دهد تا ریزموجهای نوسانگر بسیار دقیق تولید کند.
دکتر خلیلی امیری، از مولفان این پژوهش و مدیر پروژه برنامه های تحقیقاتی دارپا و دانشگاه کالیفرنیا در STT-RAM و منطق غیرفرار اظهار کرد: پیش از این هیچ نشانه ای از نوسانگر انتقال چرخشی با قدرت خروجی به اندازه کافی بالا و همزمان کیفیت سیگنال خوب که دو معیارهای اصلی نوسانگر هستند، وجود نداشت که همین مساله مانع کاربردهای عملی بود. ما توانستیم این هر دو الزام را در یک ساختار به دست بیاوریم.
نانونوسانگرهای انتقال چرخشی آزمایش شده و یک نیروی خروجی بی‌سابقه نزدیک به یک میکرووات با یک پهنای خط سیگنال باریک 25 مگاهرتز رکوردشکن را به نمایش گذاشت. نیروی خروجی به قدرت سیگنال گفته شده و یک میکرو وات یک سطح دلخواه برای عملی شدن نانونوسانگرهای انتقال چرخشی در برنامه‌های کاربردی محسوب می‌شود.
همچنین یک پهنای خط سیگنال باریک مطابق با یک سیگنال کیفیت بالاتر در یک فرکانس خاص است. این به معنی صدا و تداخل کمتر برای یک سیگنال صوتی و ویدیویی واضحتر است. این امر همچنین به معنی امکان استقرار کاربران بیشتر در یک باند فرکانس خاص است.
علاوه بر آن، این سیستم نانومقیاس جدید حدود 10 هزار برابر کوچکتر از نوسانگرهای سیلیکونی امروزی است. نانونوسانگرها به آسانی در مدارهای یکپارچه موجود مانند تراشه‌های رایانه‌‌یی قابل تلفیق هستند؛ چرا که با استانداردهای طراحی و ساخت کنونی در صنایع دستگاه الکترونیکی و رایانه مطابقت دارد. همچنین از نوسانگرها می‌توان در هر دو نوع ارتباطات آنالوگ(صوتی) و دیجیتال(اطلاعات) استفاده کرد که در این صورت تلفن‌های هوشمند می‌توانند بهره کافی را از آن ببرند.
56345
به نقل ازایسنا؛ تلفن‌های همراه، تبلت‌های وای‌فای و دیگر ابزار الکترونیکی امروزی همگی از نوسانگرهای ریزموج که دستگاههای ریز تولیدکننده علائم الکتریکی در حوزه ارتباطات هستند، استفاده می‌کنند. برای مثال در یک تلفن همراه، مدارهای گیرنده و فرستنده حاوی نوسانگرهایی هستند که علائم فرکانس رادیویی تولید می کنند سپس با آنتن تلفن به امواج الکترومغناطیسی ورودی و خروجی تبدیل می‌شوند.
نوسانگرهای کنونی مبتنی بر سیلیکون بوده و از بار یک الکترون برای ساخت ریزموج استفاده می‌کنند. نوسانگرهای ساخت دکتر پدرام خلیلی امیری و همکارانش اما از چرخش یک الکترون مانند آهنربا استفاده کرده و از چندین مزیت ارزش نمایی در مقایسه با نوسانگرهای رایج امروزی برخوردارند.
این نوسانگرهای مبتنی بر چرخش تحت حمایت سازمان پروژه های تحقیقات پیشرفته دفاعی آمریکا(دارپا) ساخته شده اند که بر « حافظه دسترسی تصادفی انتقال چرخشی گشتاور مغناطیس‌مقاومتی (STT-RAM)» تمرکز دارد. این حافظه از پتانسیل زیادی در مقایسه با انواع دیگر حافظه از نظر سرعت و راندمان انرژی برخوردار است.
این دانشمندان دریافتند که ساختارهای نانومقیاس لایه‌‌یی سازنده STT-RAM یک انتخاب عالی برای حافظه بوده که می‌توان آنرا برای نوسانگرهای ریزموج برای ارتباطات نیز تولید کرد. این ساختار که «نانونوسانگرهای انتقال چرخشی» نام دارد از دو لایه مغناطیسی جدا ساخته شده است.
یک لایه از یک جهت ثابت قطب مغناطیسی برخوردار بوده و جهت مغناطیسی لایه دیگر قابل دستکاری برای چرخاندن توسط گذر یک جریان الکتریکی از میان آن است. این امر به ساختار اجازه می‌دهد تا ریزموجهای نوسانگر بسیار دقیق تولید کند.
دکتر خلیلی امیری، از مولفان این پژوهش و مدیر پروژه برنامه های تحقیقاتی دارپا و دانشگاه کالیفرنیا در STT-RAM و منطق غیرفرار اظهار کرد: پیش از این هیچ نشانه ای از نوسانگر انتقال چرخشی با قدرت خروجی به اندازه کافی بالا و همزمان کیفیت سیگنال خوب که دو معیارهای اصلی نوسانگر هستند، وجود نداشت که همین مساله مانع کاربردهای عملی بود. ما توانستیم این هر دو الزام را در یک ساختار به دست بیاوریم.
نانونوسانگرهای انتقال چرخشی آزمایش شده و یک نیروی خروجی بی‌سابقه نزدیک به یک میکرووات با یک پهنای خط سیگنال باریک 25 مگاهرتز رکوردشکن را به نمایش گذاشت. نیروی خروجی به قدرت سیگنال گفته شده و یک میکرو وات یک سطح دلخواه برای عملی شدن نانونوسانگرهای انتقال چرخشی در برنامه‌های کاربردی محسوب می‌شود.
همچنین یک پهنای خط سیگنال باریک مطابق با یک سیگنال کیفیت بالاتر در یک فرکانس خاص است. این به معنی صدا و تداخل کمتر برای یک سیگنال صوتی و ویدیویی واضحتر است. این امر همچنین به معنی امکان استقرار کاربران بیشتر در یک باند فرکانس خاص است.
علاوه بر آن، این سیستم نانومقیاس جدید حدود 10 هزار برابر کوچکتر از نوسانگرهای سیلیکونی امروزی است. نانونوسانگرها به آسانی در مدارهای یکپارچه موجود مانند تراشه‌های رایانه‌‌یی قابل تلفیق هستند؛ چرا که با استانداردهای طراحی و ساخت کنونی در صنایع دستگاه الکترونیکی و رایانه مطابقت دارد. همچنین از نوسانگرها می‌توان در هر دو نوع ارتباطات آنالوگ(صوتی) و دیجیتال(اطلاعات) استفاده کرد که در این صورت تلفن‌های هوشمند می‌توانند بهره کافی را از آن ببرند.