سیستم محاسباتی تمام کربنی با کمک دانشمند ایرانی طراحی شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ساینس دیلی، مهندسان دانشکده مهندسی و علوم رایانه دانشگاه تگزاس با همکاری هومن محسنی استاد دانشگاه نورث وسترن، سیستم محاسباتی نوینی از کربن طراحی کرده که احتمالا روزی جایگزین ترانزیستورهای سیلیکونی می شود که امروزه در دستگاه های الکترونیکی به کار گرفته می شوند.

در همین راستا دکتر جوزف فریدمن محقق ارشد این پروژه می گوید: سیستم محاسباتی جدید که اکنون در مرحله اولیه است، از ترانزیستورهای سیلیکونی کوچکتر خواهد بود و احتمالا عملکرد بهتری خواهد داشت.

هم اکنون ترانزیستورها  نیروی دستگاه های الکترونیکی را تامین می کنند. این فرستنده ها در حقیقت ساختارهای سیلیکونی کوچکی هستند که با اتکا به الکترون های منفی از سیلیکون عبور کرده و جریان الکتریکی می سازند. این فرستنده ها مانند سوییچ عمل می کنند و خاموش و روشن می شوند.

علاوه بر حمل بار، الکترون‌ها ویژگی‌ دیگری به نام «اسپین» دارند که به خصوصیات مغناطیسی آن‌ها مربوط می‌شود.

در این اواخر، مهندسان مشغول بررسی روش‌های به کارگیری خاصیت‌های اسپین الکترون‌ها برای ساخت ترانزیستورها و ابزار جدیدی به نام «اسپینترونیک» بوده‌اند.

به عبارت دیگر سوئیچ اسپینترونیک تمام کربنی که هومن محسنی و همکارانش می سازند مانند یک گیت منطقی عمل خواهد کرد که به ویژگی‌های الکترومغناطیسی اساسی متکی است.

زمانی که جریان الکتریکی از داخل یک سیم عبور می‌کند، میدان مغناطیسی خلق می‌کند؛ علاوه بر این، یک میدان مغناطیسی در نزدیک یک روبان دوبعدی کربن موسوم به نانوروبان گرافن، بر جریانی که از داخل روبان عبور می‌کند، اثر می‌گذارد.

در رایانه‌های معمولی سیلیکون محور، فرستنده‌ها نمی‌توانند از این پدیده استفاده کنند چون توسط سیم به یکدیگر متصل می‌شوند و خروجی یک فرستنده از طریق یک سیم به ورودی فرستنده دیگر تبدیل می‌شود و این روند ادامه دارد.

در طرح سیستم مدار اسپینترونیک جدید دانشمندان، الکترون‌ها از داخل نانوتیوب‌های کربنی(سیم‌های ریز متشکل از کربن) عبور می‌کنند و میدان مغناطیسی خلق می‌کنند که بر جریان موجود در نانوروبان‌های گرافنی مجاور اثر می‌گذارد و گیت‌های منطقی خلق می‌کند که از لحاظ فیزیکی به یکدیگر متصل نیستند.

چون ارتباط بین هر یک از این نانوروبان‌های گرافنی به وسیله موج الکترومغناطیسی و نه جریان فیزیکی الکترون‌ها رخ می‌دهد، انتظار می‌رود که این ارتباط سریع‌تر اتفاق بیفتد. علاوه بر این، این فرستنده تمام کربنی می‌توانند کوچک‌تر از فرستنده‌های سیلیکون‌محور باشند.