جایگاهی برای ایده های علمی جدید
آشنایی با هیدروژن
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 8:27

 آشنایی با ماده هیدروژن

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
هیدروژن ( Hydrogen )


 

هیدروژن عنصری گازی شکل است که در سال 1766 توسط Henry Cavendish دانشمند انگلیسی کشف گردید . این عنصر به همراه اکسیژن در آب ، همچنین در کانیها و در نفت و گاز پیدا می شود . هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان است .
هیدروژن در ترکیب بیش از 90 درصد اتمها وجود دارد. این عنصر در ستاره های یافت میشود و نقش مهمی در واکنش پروتون پروتون و سیکلهای کربن نیتروژن ایفا می کند. فرایندهای همجوشی ستاره ای هیدروژن که دارای میزان زیادی انرژی است توسط ترکیبات هیدروژن از هلیم تولید می شود.
منابع اصلی هیدروژن موارد زیر هستند : بخارهای حاصل از سوختن کربن، تجزیه هیدروکربنها توسط گرما، واکنشهای سدیم، هیدروکسید پتاسیم با آلومینیوم، الکترولیز آب یا جانشینی اسید توسط فلزات.
هیدروژن مایع از سرد کردن و مطالعه ابررسانا تا نقطه ذوب 20 درجه بالای صفر مطلق به دست می آید. تریتیوم که توسط راکتورهای هسته ای تولید می شود در تولید بمب هیدروژنی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. هیدروژن ترکیب اصلی سیاره مشتری و گاز عمده سیارات دیگر است.

استفاده عمده هیدروژن توسط فرایندهای تثبیت نیتروژن با استفاده از فرایند آمونیاک برای هیدروژن دار کردن روغنها و چربیها حاصل می شود و همینطور برای تولید فرایندهای متانول در ترکیبات هیدروکربنی از هیدروژن استفاده می شود. از دیگر استفاده های هیدروژن برای سوختهای موشکی، فرایند جوش اسید کلریدریک، کاهش سنگ معدن فلزی و پر کردن بالونها می باشد. در فرایند هیدروژن پیل سوختی برای توسعه تکنولوژی به مقدار زیادی هیدروژن برای نیروی الکتریکی نیاز است.
هیدروژن در طبیعت به دو فرم اورتو و پارا وجود دارد. 25 درصد هیدروژنی که در اتاق وجود دارد به صورت پارا و 75 درصد آن به صورت اورتو وجود دارد. فرم اورتو نمی تواند برای حالت خالص هیدروژن ساخته شود. این دو فرم از عنصر هیدروژن دارای انرژی و خواص فیزیکی متفاوتی هستند . نقطه ذوب و جوش پارا هیدروژن 0.1 درجه سانتیگراد پایینتر از هیدروژن نرمال است.
ایزوتوپ معمولی هیدروژن معروف به پروتیوم است و دو ایزوتوپ دیگر هیدروژن دوتریوم و تریتیوم هستند. هیدورژن تنها عنصری است که نام ایزوتوپهای آن با یکدیگر متفاوت است. دو ایزوتوپ هیدروژن برای سوخت راکتورهای هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند.یک اتم دوتریوم معادل 6000 اتم هیدروژن معمولی است.
دوتریوم نقش تعدیل کننده نوترونی را به عهده دارد. اتمهای تریتیوم همچنین این استفاده را نیز انجام می دهند ولی با تناسب کوچکتر این عمل را انجام می دهند. تریتیوم به آسانی در راکتورهای اتمی تولید می شود و در بمبهای اتمی هیدروژنی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین این ایزوتوپ عامل رادیواکتیو در عناصر تابناک و عناصر کمیاب نیز می باشد.

اثرات هیدروژن در سلامتی انسان

اثرات ظاهری هیدروژن: آتش است و بسیار قابل اشتعال است. بسیاری از واکنشها سبب آتش سوزی و انفجار میشود. هیدروژن میتواند با تنفس توسط انسان جذب شود.
تنفس: غلظت بالای این گاز میتواند سبب کمبود اکسیژن محیط شود. تنفس هیدروژن باعث بروز علائمی مانند سردرد، صدای زنگ در گوش، سرگیجه، خواب آلودگی، بیهوشی، تهوع، استفراغ و افسردگی میشود. پوست قربانی با تنفس هیدروژن به رنگ آبی درمی آید. در برخی از شرایط، مرگ اتفاق می افتد. به نظر میرسد که هیدروژن مسمومیت جنین و مسمومیت مزمن نمیشود.
خطر تنفس: در شرایط محدود کننده، غلظت گاز در هوا به شرایط خطرناک میرسد.
خطرات فیزیکی: هیدروژن به خوبی با هوا ترکیب میشود و ترکیب انفجاری آن به آسانی شکل میگیرد. گاز هیدروژن از هوا سبکتر است.
خطرات شیمیایی: گرما باعث احتراق یا انفجار مهیب میشود. هیدروژن، واکنشهای شدیدی با هوا، اکسیژن، هالوژنها و اکسیدکننده های قوی سبب خطر احتراق و آتش سوزی میشود. بلورهای فلزی، مانند پلاتینیوم و نیکل، در این واکنشها به طور گسترده شرکت میکنند.
غلظت بالای هیدروژن در هوا باعث کمبود اکسیژن میشود و همچنین سبب بیهوشی یا مرگ میشود. باید مقدار اکسیژن یک محیط قبل از ورود به آن کنترل شود. اگر مقدار زیادی هیدروژن در حد سمی در محیط باشد، بوی آن قابل تشخیص نیست. برای اندازه گیری غلظت هیدروژن از ردیابهای گازی مناسب (ردیاب گازی قابل اشتعال معمولی برای این کار مناسب نمی باشد) باید استفاده کرد.
کمکهای اولیه:
در شرایطی که آتش سوزی اتفاق می افتد مواد ی را که به اشتعال بیشتر کمک میکند باید از آتش دور کرد اگر این امکان وجود ندارد، بگذارید آتش در خود بسوزد. در غیر این صورت آتش را با اسپری آب، اسپری پودری یا اسپری دی اکسید کربن خاموش کنید. انفجار: در آتش سوزی شدید، سیلندر را با اسپری کردن آب سرد نگه دارید. سعی کنید که برای خاموش کردن آتش در جایی که دارای سقف یا محافظ است، قرار بگیرید. تنفس: هوای تازه را تنفس کنید و استراحت نمایید. برخی اوقات تنفس مصنوعی احتیاج است. به مراکز پزشکی و درمانی مراجعه کنید. پوست: اگر مشکلات پوستی اتفاق بیفتد، به پزشک مراجعه کنید.

اثرات هیدروژن بر محیط زیست

پایداری زیست محیطی: هیدروژن به طور طبیعی در اتمسفر قرار دارد. گاز به راحتی در محیطهای تهویه ای منتشر میشود.
تاثیر هیدروژن روی گیاهان و جانوران: تاثیر هیدروژن بر جانوران میتواند به دلیل کمبود اکسیژنی باشد که در محیط ایجاد میکند. هیدروژن بر زندگی گیاهی تاثیر ندارد فقط یک نوع یخزدگی در حضور هیدروژن رخ میدهد.
تاثیر بر زندگی دریایی: شواهدی برای تاثیر هیدروژن بر زندگی دریایی وجود ندارد.

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری


خواص فیزیکی و شیمیایی :
عدد اتمی :1
جرم اتمی: 1.00794
نقطه ذوب : C°-259.14
نقطه جوش : C°-252.73
شعاع اتمی : Å0.79
ظرفیت:1
رنگ: بیرنگ
حالت استاندارد: گاز
نام گروه:1
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 13.59
شکل الکترونی: 1s1
شعاع یونی : Å 0.012
الکترونگاتیوی: 2.2
حالت اکسیداسیون: 1
دانسیته: 0.0899
گرمای فروپاشی : Kj/mol 0.0586
گرمای تبخیر : Kj/mol 0.449
گرمای ویژه: J/g Ko 14.304
دوره تناوبی: 1

شماره سطح انرژی : 1
انرژی اولیه : 1
درجه اشتعال : در حالت گازی بالاست
شماره ایزوتوپ : 3
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
H-1
پایدار
H-2
پایدار
H-3 12.3
سال

اشکال دیگر :
آب H2O
هیدروژن H2
کلرید هیدروژن HCl

منابع :

معادن، نفت، چاههای گاز،آب و متان

کاربرد :

برای تهیه آمونیاک ، اتانول ، کلرید هیدروژن ، برمید هیدروژن و روغنهای نباتی استفاده می شود . هیدروژن برای حمل بالون ، سوخت موشک و تهیه لوازم برودتی بکار می رود .
شکل هندسی مولکول هیدروژن

 

 



 

 



 

 

عنصر هیدروژن


 

http://atcce.com/علامه_طباطبایی/آشنایی_با_ماده_هیدروژن-4576.htm



:: موضوعات مرتبط: آشنایی با هیدروژن، ،
:: برچسب‌ها: هیدروژن, آشنایی با هیدروژن, هیدروژن چیست؟, ,
دو ماه در آسمان
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 10:1

شما هم شاید به تازگی این ایمیل را دریافت کرده باشید که در آن نوید داده باشند در حدود یک ماه دیگر آسمان میزبان دو ماه درخشان خواهد بود و شاید این سئوال برایتان به وجود آمده باشد که آیا پنجم شهریور یا ۲۷ آگوست سال جاری واقعا دو ماه در آسمان خواهید دید؟!

به گزارش مهر ، این ایمیل که دست به دست در گردش است اعلام می کند در ۲۷ آگوست ۲۰۱۰ سیاره مریخ به اندازه ای بزرگ به نظر خواهد رسید که به چشم ساکنین زمین هم اندازه قرص کامل ماه خواهد بود.

دیدن دو ماه درخشان در آسمان شب بسیار شگفت انگیز خواهد بود، به این شرط که چنین رویدادی واقعا رخ دهد! زیرا این ایمیل بیشتر در حد یک شوخی است تا واقعیت، شوخی که از سال ۲۰۰۳ تاکنون با نزدیک شدن به ماه آگوست آغاز شد. در اصل هرگز نمی توان مریخ را از روی زمین به بزرگی ماه کامل دید و ماه آگوست ۲۰۱۰ نیز ماهی نیست که مریخ در درخشانترین حالت خود قرار داشته باشد.

در حقیقت در ماه آگوست سال جاری مریخ به شکل ستاره ای با درخششی ملایم در غروب آسمان غربی دیده خواهد شد. مریخ زمانی که در ۲۷ ژانویه ۲۰۱۰ به نزدیکترین فاصله اش از زمین رسید در آسمان بسیار درخشان ظاهر شد که حتی در آن زمان نیز چهره و نور مریخ به شکل ستاره ای بسیار درخشان بود و نه ماه کامل.

تنها زمانی که مریخ در سال جاری در کنار ماه کامل قرار گرفت نیز شب ۲۹ ژانویه بود که در آن زمان نیز قطر تصویری که از روی زمین از مریخ دیده می شد در برابر ماه کامل، یک صد و چهلم بود. به بیانی دیگر در آن زمان از سال باید در حدود ۱۴۰ مریخ در ابعادی که از زمین دیده می شد در کنار یکدیگر قرار می گرفتند تا با قطر ماه برابری کند.

مریخ، سرزمینی که منشاء رویاها و تخیلات انسان شده، جهانی یک قدم بیرون تر از مدار زمین، کمی از زمین کوچکتر و کمی از قمر زمین بزرگتر است. در عین حال فاصله این سیاره نسبت به زمین بسیار بیشتر از فاصله ماه تا زمین است.

درک ناچیز بودن لکه هایی به نام سیاره ها و قمرها در برابر عظمت جهان هستی بسیار دشوار است اما می توان گفت فاصله ماه از زمین در حدود یک ثانیه نوری است و برگشت نور از ماه به زمین با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه در حدود یک ثانیه زمان می برد.

در حالی که نور مریخ برای رسیدن به زمین مدت زمان بسیار بیشتری نیاز دارد که متناسب با حرکات زمین و مریخ به دور خورشید این مدت زمان از چند دقیقه تا حدودا ۲۰ دقیقه متفاوت است. به بیانی دیگر فاصله دو سیاره زمانی که مریخ و زمین با هم در یک سمت از خورشید قرار دارند نسبت به زمانی که مریخ نسبت به زمین در سمت متقابل خورشید قرار گرفته بسیار کمتر است.

در نتیجه بزرگ دیدن ماه از زمین به دلیل نزدیکی این کره به سیاره سبز است و بر همین اساس می توان گفت که هرگز امکان یک اندازه دیدن مریخ و ماه در آسمان زمین وجود ندارد. مریخ در درخشانترین حالت و نزدیکترین فاصله اش به زمین تنها ستاره ای کوچک و درخشان در میان آسمان پهناور خواهد بود.

حال سئوال اینجاست که چنین شایعه ای از کجا آغاز شده است؟

داستان به زمانی بازمی گردد که در ۲۷ آگوست سال ۲۰۰۳ مریخ و زمین طی ۶۰ هزار سال قبل به نزدیکترین فاصله از یکدیگر رسیدند. در آن زمان فاصله این دو جهان نسبت به یکدیگر کمتر از ۵۷ میلیون کیلومتر یا سه دقیقه نوری بود. آخرین افرادی که در چنین فاصله ای از مریخ قرار داشتند غارنشینان بوده اند و اخترشناسانی که در سال ۲۰۰۳ شاهد این پدیده بودند از آن به عنوان رخدادی بی نظیر یاد کردند اما هرگز در جایی به ثبت نرسید که در آن شب، مریخ چیزی فراتر از لکه ای آتشین و درخشان در آسمان شب بوده و یا دو ماه در آسمان دیده شده است.

بر اساس گزارش earthsky ، آنچه در ۲۷ آگوست سال جاری رخ خواهد داد، رویداد چندان مهمی نیست و در آن تاریخ تنها سیاره ای زیبا در نزدیکی ماه قرار خواهد گرفت اما این سیاره مشتری نام دارد، نه مریخ. با این همه شاید در آن شب نیز عده ای به آسمان و ماهش نگاه کنند و با دیدن ستاره ای درخشان در کنار ماه با خود بیاندیشند که آیا این ستاره درخشان مریخ است؟

منبع : www.aftab.ir - آفتاب



:: موضوعات مرتبط: دو ماه در آسمان، ،
:: برچسب‌ها: پدیده دو ماهی, دو ماه در آسمان, آسمان با دو ماه, دو ماه,
ساختمان مقاومت های حساس به حرارت
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 20:57

ساختمان مقاومتهای حساس به حرارت

لغت نیمه هادی را ممکن است برخی اشتباها به اجسامی مانند دیودها که عمل یکسوسازی انجام می دهند اختصاص دهند، در حالی که یک دیود یکسو کننده تشکیل شده است از دو جسم نیمه هادی با نوع ناخالصی متفاوت که با یکدیگر در تماس هستند. اما نیمه هادی ها در واقع اجسامی هستند که مقاومت الکتریکی آنها نه به اندازه هادی ها کم و نه به اندازه عایق ها زیاد باشد. مقاومت الکتریکی در عایق ها بیشتر از 8^10 اهم بر سانتی متر و در هادیهای جامد بین پ3-^10 و 6-^10 اهم بر سانتی متر است، در صورتی که در نیمه هادی ها شامل محدوده وسیعی از6-^10 تا پ5^10 اهم بر سانتی متر است. (اهم بر سانتی متر مقدار مقاومتی است که یک مکعب مستطیل به طول یک متر و سطح مقطع یک سانتی متر دارا می باشد.)پ

با این وصف اکسید فلزات زیادی را می توان برای ساختن ترمیستور مورد استفاده قرار داد مانند:
Fe2O3-Mn3O4و ZnO - MgO - CuO
و همچنین سولفیدهایی مانند Ag2S نیز برای این کار استفاده می شوند.

ترمیستورها را به اشکال متفاوتی مانند میله ای، عدسی، دانه ای و غیره با روشهای سرامیک سازی می سازند.

هدایت الکتریکی در ترمیستوها نه تنها به شکل و ابعاد هندسی آنها بلکه به روش تولید و اندازه بلورهای سازنده آن نیز بستگی دارد. یعنی فشار پرس و دمای کوره در تعیین مقاومت الکتریکی آن موثرند.

مقاومت و ضریب حرارتی را در ترمیستورها می توان تا حدود بسیار زیادی با استفاده از مخلوط اکسیدهای مختلف تغییر داد. ضریب این تغییرات ممکن است تا یک میلیون نیز برسد. ضریب حرارتی زیاد یک ترمیستور آنرا برای استفاده در اندازه گیری دما مناسب می کند.
در اینجا دو نوع ترمیستور تجارتی MMT-1 و MMT-4را مورد مقایسه قرار می دهیم
پ MMT-1 برای استفاده در محیط های بسته و خشک مناسب است در حالی که MMT-4 می تواند در محیط های مرطوب و حتی درون مایعات مورد استفاده قرار گیرد. مقاومت اسمی آنها بین 1000 تا 200000 اهم در دمای 20 درجه سانتی گراد و ضریب حرارتی مقاومت آنها در همین دما معادل 0.03 بر درجه سانتی گراد است. همچنین دمای مناسب جهت استفاده از آنها بین 100- تا 120+ درجه سانتی گراد می باشد. این ترمیستورها دارای ثبات هنگام بهره برداری و همچنین پایداری در برابر تکان و لرزش هستند و از استحکام خوبی نیز برخوردارند. زمان عکس العمل آنها در مقایسه با یک دماسنج جیوه ای در جدول زیر نشان داده شده است.

این زمان عبارتست از مدتی که طول می کشد تا مقاومت ترمیستور 63% کم شود اگر آنرا از دمای اولیه صفر درجه به محیطی با دمای 100 درجه سانتی گراد وارد کنیم. در ستون اول جدول محیط مذکور هوا و در ستون دوم آب می باشد. جرم ناچیز این ترمیستور ها باعث کوتاهی زمان عکس العمل در آنها می باشد.

علاوه بر موارد استفاده ترمیستورها در اندازه گیری و کنترل دما می توان آنها را در موارد بسیاری به عنوان ثابت نگهدارنده ولتاژ محدود کننده جریان اندازه گیری سرعت انتقال حرارت در مایعات رئوستای بدون تماس (بی حرکت) و نظایر آها مورد استفاده قرار دارد.
http://atcce.com/علامه_طباطبایی/ساختمان_مقاومتهای_حساس_به_حرارت-995.htm



:: موضوعات مرتبط: ساختمان مقاومت های حساس به حرارت، ،
:: برچسب‌ها: ترمیستور, ساختمان ترمیستور, تشریح ترمیستور, ساختمان مقاومت حساس به حرارت,
کوچکترین ربات دست ساز دنیا
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 22:19

کوچکترین ربات دست ساز دنیا

آنقدر کوچک است که قادر است روی یک سکه دور بزند، این ربات که یک سانتی متر قد دارد بنابه گفته مخترعش کوچکترین ربات دنیا می باشد. البته توجه کنید کوچکترین ربات دست ساز چرا که این ربات در برابر ربات هایی که درون سلول های زنده وارد شده و عملیات انجام می دهند همانند گالیور در شهر لی لی پوتی هاست.
کوچک سازی واژه ای است که در صنعت بسیار فراگیر شده است. تراشه سازان کماکان در پی روش هایی برای ساخت مدارهای کوچکتر به منظور جای دادن توان پردازش و حجم حافظه بیشتر در تراشه ها می باشند، محققان لیزر به دنبال اشعه هایی با فرکانس بالاترند تا قدرت تمرکز لیزر را در سطوح کوچکتر بالا ببرند و مهندسان در مراکز تحقیقاتی بزرگ به دنبال ساخت ربات هایی کوچکتر برای انجام عملیاتی چون جراحی می باشند.

این ربات ساخت دپارتمان انرژی لابراتوار ملی سندیا می باشد. یکی از محققان تیم سازنده این ربات آن را ربات آینده می نامد.این ربات میکروسکپی یا میکروبات تنها یک چهارم اینچ مربع فضا اشغال می کند.ربات مذکور توسط دو چرخ حرکت کرده و نیروی خود را از ۳ باتری ساعتی می گیرد. البته سرعت حرکت آن شبیه به حلزون بوده و تنها به نیم متر در دقیقه می رسد.
میکروبات ساخته سندیا دارای یک حسگر ساده حرارتی و ۸ کیلوبایت حافظه می باشد. البته مدل های آینده آن شامل امکانات جانبی زیادی خواهند شد. تجهیزاتی چون یک دوربین مینیاتوری و میکروفن برای آن قابل تصور است. جثه کوچک و تقریباً نامرئی آن به همراه وزن کم و قدرت حرکتش آن را برای انجام عملیاتی چون اکتشاف بمب و یا جاسوسی به شیوه کاملاً مکانیکی، انتخابی مناسب معرفی می کند.
شرکتی بنام توسعه نانو تکنولوژی در انگلیس در حال کار بر روی پروژه ساخت ربات هایی برگرفته از اسباب بازی های لگو (خانه سازی) می باشد. این ربات از قطعات کوچکتری تشکیل شده که به هنگام انجام عمل جراحی هریک از این قطعات به صورت تک تک از ورودی کوچک ایجاد شد روی بدن وارد شده و سپس در محل مورد نظر ربات اسمبل می شود و عملیات مورد نظر را انجام خواهد داد.
البته هنوز تا عملی شدن این ایده ها یکی دو دهه زمان باقی است. البته در کوچک سازی ما بیشتر دنبال پیاده کردن آموزه های خود هستیم وگرنه در حالت دیگر کاردستی بیش نیست. در تمام دنیا از این نوع کارها زیاد انجام می شود وآنچه مهم است دستاورد حاصله است.
http://atcce.com/علامه_طباطبایی/کوچکترین_ربات_دست_ساز_دنیا-974.htm



:: موضوعات مرتبط: کوچکترین ربات دست ساز دنیا، ،
:: برچسب‌ها: کوچکترین ربات دست ساز دنیا, کوچکترین ربات دنیا, ربات کوچک, ربات کوچولو,
پردازنده های کوچکتر سریعتر
نوشته شده توسط مهندس محمدرضا کارگر در ساعت 9:12

پردازنده های سریعتر کوچکتر

 

 

 

 

 

 

در طی این مدت استراتژی اصلی سازندگان تراشه ها برای ساختن پردازنده های سریعتر کوچکتر کردن ترانزیستورها بوده برای فعال کردن آنها در انجام اعمال تکراری و همچنین فعال کردن مدارهای بسیار پیچیده که درون یک طاس از جنس سیلیکون جاگذاری شده اند به هر حال نظر به اینکه نیم رساناها حتی بیشتر از پیچیده بودن مرحله ی مهمی را در اندازه و حجم و کارایی ترانزیستورها می گذارنند مانند مصرف برق و گرما که دارد پدیدار می شود که به چند عامل محدود می شوند که به سرعت در طراحی و ساخت تراشه ها بستگی دارد.کاربرد طرحهای موجود برای پردازنده های آینده به خاطر تراوش کنونی در ساختمان ترانزیستور غیر قابل انجام است که نتایجی را از قبیل مصرف زیاد برق و تولید زیاد گرما در برداشته است.
در اواخر سال 2002 شرکت اینتل از نوآوری و پیشرفتهای محققانش در زمینه ساختمان ترانزیستورها و نمایاندن مواد جدید که به عنوان یک گام مهم در تلاش برای حفظ موازین قانون میکروچیپ و بهبود بخشیدن سرعت و راندومان قدرت و کاهش گرمای تولید شده در پردازنده خبرداد.این ساختمان جدید که به عنوان یک به روز رسانی در پردازنده ها اضافه می شود به نام اینتل تراهرتز ترانزیستور می باشد و این به خاطر توانایی در خاموش و روشن کردن ترانزیستورها در مدت زمانی به اندازه یک ترلیونم از ثانیه است شرکت اینتل امیدوار است که سرانجام تراشه های جدیدی بسازد که تعداد ترانزیستور های آن بیشتر از یک بیلیون است باسرعتی ده برابر بیشتر و با تراکم ترانزیستوری،بیست و پنج برابر تمام تراشه های پیشرفته موجود در سال 2000.انجام چنین کاری این معنی را به عناصر تراشه می بخشد که آنها قادر به اندازه گیری مقادیری بسیار کوچکتر از تار موی انسان به اندازه 20 نانو متر هستند.

ترانزیستور اختراع ساده ای است که در یک ناحیه ی سیلیکونی ساخته شده است که آن فقط میتواند به صورت الکترونیکی یک تبدیل بین خاموش و روشن انجام دهد.مطابق آیین و برنامه ترانزیستورها آنها سه پایانه با اسامی Gate و Source و Drain دارند.Source و Drain نوع دیگری از سیلیکون اساسی و Gate ماده به نام پلیسیلیکون است.پایین Gate لایه ی نازکی به نام ماده عایق برق که از دی اکسید سیلیکون ساخته شده وجود دارد وقتی که ولتاژی به ترانزیستور داده می شود Gate باز یا روشن می شود و جریان برق از Source به Drain جاری می شود وقتی که Gate بسته یا خاموش است هیچ جریان برقی وجود ندارد.تکنولوژی اینتل تراهرتز در ترانزیستورها دو تغییر عمده را شامل می شود اولی این است که فاصله ی بین Source و Drain زیاد تر می شود و زیربنای این ترانزیستور ها به گونه ای است که فقط یک جریان الکتریسیته می تواند از آن عبور کند.دومی این است که لایه ی عایق سیلیکون که اندازه ی آن بسیار نازک است زیر Source و Drain جاسازی می شود. این روش با روش موسوم برای ایزوله کردن سیلیکون در بقیه ی اختراعات متفاوت است.وقتی ترانزیستور روشن است ماکسیسم رانشی است که می تواند داشته باشد که این در سرعت تبدیل حالت خاموش و روشن کردن ترانزیستور بسیار مفید است.وقتی که Gate خاموش است لایه ی اکسید راه جریانهای ناخواسته ای که در گردش می افتد را مسدود می کند.سومی این است که قطعه شیمیایی لایه ی اکسیدی Gate ی ترانزیستور را با Source و Drain مرتبط می سازد که باعث می شود یک ماده عایق جدید ایجاد شود که این روش توسط تکنولوژی به نام لایه ی اتمی رشد یافته است که این لایه هایی هستند که با کلفتی یک مولکول رشد یافته اند.قطعه شیمییایی خیلی دقیق لایه ی اکسیدی Gate تابه حال توانسته از جنس آلومینیوم و تیتانیوم از بین بقیه قطعات باشد.

این سه روش بهبود سازی مستقل از هم هستند اما کار آنها در آینده یک هدف را دنبال خواهد کرد که استفاده ی موثرتری از جریان برق توسط ترانزیستورهاست:

1- ضخیمتر کردن منطقه ی مورد استفاده برای Source و Drain و تغییر قطعه ی شیمییایی Gate اکسیدی که همه ی اینها به تراوش بدنه ی اصلی Gate کمک می کند زیرا جریان میتواند به خارج از Gate تراوش کند.ترانزیستور های کوچکتر راه فرار بیشتری می گیرند به خاطر همین طراحان مجبورند جریان الکتریسیته ی بیشتری برای پمپ کردن در نظر بگیرند که باعث تولید گرمای بیشتری می شود. شرکت اینتل ادعا می کند تراوش Gate در ماده جدید نسبت به دی اکسید سیلیکون 10000 برابرکاهش می یابد.

2- افزایش لایه ی عایق کننده سیلیکون ((SOI باعث کاهش مقاومت در برابر جریان گردشی بین Source و Drain می شود.درنهایت این کاهش مقاومت به طراحان این اجازه را خواهد داد که مصرف برق را کاهش دهند یا بازده و کارایی را نسبت به انرژی داده شده بهبود بخشند.

3- مزیتهای دیگری هم وجود دارد که آنها را نشان می دهیم.برای مثال: گردش آزادانه ذرات آلفا که از تماس با یک ترانزیستور در تراشه ها می تواند به طور ناگهانی باعث تغییر حالت آن یا بروز خطا شود که در آینده این ذرات بوسیله ی لایه ی عایق کننده (SOI) جذب می شوند.

پردازنده های کنونی پنتیوم4 با توان 45 وات نار می کنند.خوب است بدانیم که ترانزیستورهای تراهرتز درپردازنده های آینده قادر هستند مراحل اتلاف توان را حفظ کنند و قدرت را در فاصله ی 100 وات نگهدارند.

شرکت اینتل پیشنهاد کرده که می تواند با بکارگرفتن قسمتهایی از تکنولوژی تراهرتز در تولیدات آتی خود مثلا تراشه های 0.09 میکرونی در سال 2003 یا زودتر استفاده کند.در نهایت تغییرات شیمییایی و معماری مجزا در تکنولوژی جدید می تواند در نیمه دوم قرن جاری به اوج خود برسد.شرکت اینتل در سال 2007 تراشه هایی خواهد ساخت که با یک بیلیون ترانزیستور کار می کند اما با میزان مصرف برق پردازنده های پنتیوم 4 که در قرن حاضر مصرف می شوند.با چنین سرعت پیشرفت،از ترانزیستورهای جدید انتظار می رود پردازنده هایی با سرعت 10 گیگا هرتز در سال 2005 و تراشه هایی با 20 گیگاهرتز سرعت در پایان دهه تولید شود.
منبع : www.pctechguide.com



:: موضوعات مرتبط: پردازنده های کوچکتر سریعتر، ،
:: برچسب‌ها: پردازنده, پروسسور, CPU, پردازنده کوچکتر,