Kabel Ultra Tipis Revolusi Komputer

07 Januari 2012

JurnalScience – Dengan ukuran atom dapat mengakibatkan kable elektronik yang sangat kecil dan komputer kuantum. Para ilmuan mengatakan bahwa mereka telah merancang kabel yang sangat kecil yaitu sekitar 10.000 kali lebih tipis dari rambut manusia, tetapi dengan kapasitas listrik yang sama seperti kabel tembaga. Ini merupakan sebuah langkah besar menuju suatu bangunan yang kuat dalam mencapai revolusi komputer yang sangat kuat.

Kemajuan program ini dijelaskan dalam jurnal Science Amerika Serikat, mereka mengabarkan bahwa untuk pertam kali nya mampu membuat kabel dengan ukuran satu atom untuk tingginya dan lebar 4 atom.

Apa yang ditemukan dapat ini dapat menghasilakn perangkat elektronik mungil, bahkan untuk masa depan akan menuju komputasi kuantum, sebuah industri yang masih dalam masa pertumbuhan yang akan menciptakan sebuah komputer yang kuat yang bisa menyaring sejumlah data yang besar dengan cepat dari pada komputer digital yang ada sekarang ini.

Michelle Simmons dari University of New South Wales,Sydney Australia mengatakan “ Didorong oleh industri semikonduktor, komponen chip komputer terus menyusut dalam hal ukuran yang lebih kecil memungkinkan komputer untuk lebih kuat”.

“Kita berada pada ambang pembuatan transistor dan keluar dari atom individu tetapi untuk membangun sebuah komputer kuantum yang praktis kita harus mengakui bahwa kabel untuk iterkoneksi sistem dan sirkuit harus menyusut dalam skala atom.”

Para ilmuan mampu membuat kabel dengan ukuran atom dengan menggunakan teknik yang disebut scanning tunneling microscopy, dimana mereka menempatkan rantai atom fosfor dalam sebuah kristal silikon.

Nano Kabel yang mereka ciptakan ini berkisar 1,5 -11 nanometer tebalnya. Meskipun sirkuitnya lebih kecil, tetapi para ilmuan tidak kesulitan mengamatinya serta untuk meningkatkan kemampuan memuat muatan listrik.

Continue Reading | komentar (2)

Metode Baru Konduktivitas termal

17 Desember 2011

 Sepasang nanoribbons boron menempel bersama-sama pada microdevice yang digunakan untuk mengukur konduktivitas termal. (Kredit: Courtesy of Lab Li)

JurnalSecience- Penemuan mengejutkan dari cara baru untuk menyempurnakan dan meningkatkan konduktivitas termal - properti dasar yang umumnya dianggap tetap untuk bahan tertentu - memberikan insinyur alat baru untuk mengelola efek termal dalam ponsel pintar dan komputer, laser dan sejumlah perangkat lainnya

Temuaan ini kerjakan oleh sekelompok insinyur yang dipimpin oleh Detu Li seorang profesor teknik mesin di Vanderbilt University dan hasil temuan mereka di publikasikan dalam jurnal Nature Nanotechnology pada tanggal 11.

Li dan rekan rekannya menemukan bahwa konduktivitas termal dari sepasang bahan strip tipis yang disebut nanoribbons boron dapat ditingkatkan hingga 45 % tergantung pada proses yang mereka gunakan untuk menempel kedua bahan tersebut. Meskipun penelitian ini dilakukan dengan nanoribbons boron, pada umumnya hasil dari ini bisa berlaku untuk bahan film tipis lainnya.

Cara Baru untuk mengendalikan efek termal:

“mengendalikan efek termal yang cenderung memiliki dampak yang signifikan dalam mikroeletronika pada desain ponsel pintar,komputer, desain lase dan LED sera sejumlah bidang lainnya. “ kata Greg Walker.

Menurut Li, kekuatan yang memegang bersama sama dua nanoribbons merupakan daya tarik elektrosatatik lemah (Van der Waals Force). Ini merupakan sebuah kekuatan yang sama yang memungkinkan tokek untuk merayap di dinding.

“Secara tradisional dan secara luas diyakini bahwa fonom yang membawa panas yang menyebar di van der waals interface, yang membuat konduktifitas termal pada buntalan pita dan berlaku sama untuk setiap pita. Apa yang kami temukan adalah sangat kontras dengan pendapat tradisional itu. Kami membuktikan bahwa fonon dapat melintas antar tanpa menyebar yang secara signifikan  meningkatkan konduktivitas termal, “ kata Li. Selain itu, para peneliti menemukan bahwa mereka bisa mengendalikan konduktivitas termal antara yang tinggi dan rendah dengan memperlakukan antarmuka dari pasangan nanoribbon dengan solusi yang berbeda.

Penyempurnaan tersebut sepenuhnya reversibel

Salah satu aspek yang luar biasa Li temukan adalah bahwa itu dalah reversibel. Misalnya, ketika peneliti membasahi interface (antarmuka) dari sepasang nanoribbons dengan isopropil alkohol, menekan mereka secara bersamaan dan membiarkan  mereka kering, termal konduktivitas  sama dengan berasal dari nanoribbon tunggal. Namun, ketika mereka dibasahi kembali dan dibiarkan kering, konduktivitas meningkat. Kemudian ketika meraka dibasahi dengan alkohol isopropil lagi, konduktivitas termal kembali ke nilai semula.

“Hal ii sangat sulit untuk menyetel tepat bahan dasar property konduktivitas termal dan konduktivitas termal menunjukkan hasilnya sangat menarik. Kata walker

Salah satu perangkat pertama di mana pengetahuan ini mungkin untuk diterapkan adalah manajemen termal dari perangkat mikroelektronika seperti chip komputer. Saat ini, triliunan transistor yang macet yang terdapat di dalam chip. Chip ini menghasilkan panas sehingga penemuan ini bisa dijadikan desain chip untuk mencegah overheating. Bahkan bisa dijadikan metode manajement panas untuk desain prosesor multi core. Penelitian ini juga bisa membantu bidang nanokomposit.

Penelitian ini dilakukan dengan dukungan finansial National Science Foundation, Lockheed Martin's Engineering and Technology University Research Initiatives program and the Office of Naval Research.

Referensi Jurnal: Enhanced and switchable nanoscale thermal conduction due to van der Waals   interfaces

Ditulis oleh: Juekuan Yang, Yang Yang, Scott W. Waltermire, Xiaoxia Wu, Haitao Zhang, Timothy Gutu, Youfei Jiang, Yunfei Chen, Alfred A. Zinn, Ravi Prasher, Terry T. Xu, Deyu Li.

Diterbitkan oleh Nature Nanotechnology

Continue Reading | komentar

Salah satu Sirkuit Terkecil Dunia Elektronik

08 Desember 2011

JurnalSecience - Sebuah tim ilmuwan, yang dipimpin oleh Guillaume Gervais dari McGill Departemen Fisika dan Mike Lilly dari Sandia National Laboratories, telah merekayasa salah satu sirkuit terkecil di dunia Elektronik . Hal ini dibentuk oleh dua kawat dipisahkan oleh hanya sekitar 150 atom atau 15 nanometer (nm).

Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Nanotechnology, bisa memiliki efek yang signifikan pada kecepatan dan kekuatan sirkuit terpadu yang lebih kecil dari masa depan dalam segala hal dari smartphone ke komputer desktop, televisi dan sistem GPS.

Ini adalah pertama kalinya bahwa setiap orang telah mempelajari bagaimana kabel dalam sebuah sirkuit elektronik berinteraksi dengan satu sama lain ketika dikemas begitu erat bersama-sama. Anehnya, penulis menemukan bahwa efek dari satu kawat di sisi lain dapat berupa positif atau negatif. Ini berarti bahwa arus dalam satu kawat bisa menghasilkan arus dalam satu lain yang baik yang sama atau berlawanan arah. Penemuan ini, berdasarkan prinsip-prinsip fisika kuantum, menunjukkan kebutuhan untuk merevisi pemahaman kita tentang bagaimana bahkan sirkuit elektronik sederhana berperilaku pada skala nano.

Selain berpengaruh pada kecepatan dan efisiensi sirkuit elektronik masa depan, penemuan ini juga bisa membantu untuk memecahkan salah satu tantangan utama yang dihadapi desain komputer masa depan. Ini adalah mengelola jumlah yang terus meningkat dari panas yang dihasilkan oleh sirkuit terpadu

Teori terkenal Markus Büttiker berspekulasi bahwa mungkin untuk memanfaatkan energi hilang sebagai panas dalam satu kawat dengan menggunakan kabel lain di dekatnya. Selain itu, Büttiker percaya bahwa temuan ini akan berdampak pada masa depan penelitian baik dasar dan diterapkan dalam nanoelectronics.

Penelitian ini didanai oleh Ilmu Pengetahuan Alam dan Teknik Research Council of Kanada, Fonds de Recherche et Technologies Alam Quebec, Kanada Institut untuk Penelitian Lanjutan dan Pusat Nanotechnologies Terpadu di Sandia National Laboratories.

Continue Reading | komentar (11)

Bahan Baru Chips menjanjikan kecepatan dalam semua hal

27 November 2011

Jurnal Secience - Kami telah membangun dunia keluar dari kabel serat optik dan silikon, namun Arizona State University peneliti berpikir materi baru mereka dapat berbuat lebih baik. Mereka telah disintesis jenis baru nanowire kristal tunggal dari senyawa erbium - bahan umumnya digunakan untuk obat bius kabel serat optik untuk memperkuat sinyal mereka - dan mereka mengklaim bisa meningkatkan kecepatan internet, menelurkan generasi baru komputer, dan meningkatkan sel surya fotovoltaik, teknologi sensor, dan solid-state pencahayaan.

Itu urutan tinggi, tetapi tim ASU mengatakan materi erbium mereka adalah sampai ke sana. Bahkan, erbium sudah menambah hal-hal ini. Atom erbium umumnya digunakan untuk obat bius kabel serat optik, meningkatkan sifat optik dan memperkuat sinyal. Tetapi karena sifat tertentu dari erbium, menjejalkan cukup atom ke kabel untuk membuat sebuah amplifier yang efektif membutuhkan kabel yang cukup panjang.

Jadi bagaimana Anda menjejalkan atom erbium lebih ke kabel? Anda membuat kabel itu sendiri keluar dari erbium. Itu lebih mudah diucapkan daripada dilakukan, dan terobosan di sini adalah senyawa erbium yang dapat diproduksi dalam kualitas tinggi, bentuk kristal tunggal. Menggunakan kompleks, para peneliti dapat membuat objek dengan 1.000 kali atom erbium lebih dalam mereka daripada yang mereka bisa saat mereka hanya doping bahan lainnya dengan erbium. Dan sementara yang tidak diterjemahkan langsung ke kabel atau chip silikon yang 1.000-kali lebih cepat, itu tidak diterjemahkan ke dalam peningkatan luar biasa dalam kecepatan dan efisiensi, para peneliti mengatakan.

Hal ini juga memungkinkan atom erbium untuk dikemas ke dalam arsitektur kecil di mana mereka tidak dapat dikemas dalam jumlah yang signifikan sebelumnya. Itu berarti mereka dapat diintegrasikan ke dalam chip silikon untuk mempercepat kinerja komputer dan perangkat lain bahkan sebagai kabel serat optik yang memberi makan mereka perangkat data juga diperbaiki oleh senyawa erbium. Dan semua itu bisa didukung dengan sel PV jauh lebih efisien surya yang terbuat dari senyawa erbium.

Para peneliti sedang menguji bahan untuk berbagai aplikasi, termasuk yang disebutkan di atas. Tidak ada kata belum untuk ketika itu mungkin akan tersedia secara komersial. Tapi kita bayangkan itu akan cepat.

Continue Reading | komentar

Gambaran baru dari Cahaya Bisa Meningkatkan Saluran Telekomunikasi

27 Agustus 2011

Jurnal Secience - Fisikawan dengan Institut ultrafast Spektroskopi dan Laser (IUSL) di The College Kota New York telah menyajikan cara baru untuk memetakan cahaya spiral yang dapat membantu memanfaatkan saluran belum dimanfaatkan data dalam serat optik. Peningkatan bandwidth akan meringankan beban pada jaringan serat optik telekomunikasi dikenakan pajak oleh permintaan yang semakin berkembang untuk media audio, video dan digital. Model baru, yang dikembangkan oleh mahasiswa pascasarjana Giovanni Milione, Profesor Robert Alfano dan rekan, bahkan bisa memacu perangkat tambahan dalam komputasi kuantum dan aplikasi lainnya.

"Orang-orang sekarang dapat mendeteksi (cahaya di) saluran tanah, tapi ini memberi kita cara untuk mendeteksi dan mengukur jumlah yang lebih tinggi saluran," kata Mr Milione. Dengan lalu lintas berat seperti disalurkan melalui saluran tunggal, ada minat besar dalam mengeksploitasi orang lain yang dapat ditempati oleh bentuk-bentuk kompleks cahaya, ia menjelaskan.

Tim menerbitkan karya mereka dalam edisi 25 Juli Physical Review Letters. Mr Milione akan hadir pada Optical Society of Amerika "Frontiers di Optik 2011" konferensi, 16-20 Oktober di San Jose, California

Polarisasi adalah segalanya cahaya fisikawan pelacakan dalam serat optik atau laser. Lebih dari satu cara untuk memotong silau dengan kacamata hitam, polarisasi mengacu pada arah tertentu dan orientasi gerakan cahaya dan medan listrik - saat itu tidak akan setiap cara yang seperti halnya ketika berasal dari bola lampu, misalnya.

"Menjadi mampu mengikuti polarisasi dan perubahan lain sebagai ditempuh cahaya memberi Anda wawasan tentang materi perjalanan melalui," jelas Milione. Ini membantu mengontrol cahaya dan pada dasarnya dapat memberikan sidik jari dari bahan yang dianalisis.

Mendeteksi polarisasi juga memungkinkan pengguna menyetel halus laser. Kontrol tersebut dapat memungkinkan laser untuk membakar diri satu lapisan bahan sementara meninggalkan lapisan lainnya melewati utuh.

Sampai sekarang, hanya bentuk yang paling sederhana cahaya, keadaan dasar, dapat dipetakan dan dikendalikan. Beberapa saluran yang lebih tinggi dalam serat optik, yang bisa ditempati oleh cahaya yang lebih kompleks, dibiarkan duduk menganggur.

Sebuah model dunia berbentuk, disebut Sphere Poincaré, telah lama digunakan untuk memetakan cahaya sederhana seperti. Lampu ini memiliki puncak dan palung, seperti gelombang di laut, dan bergerak atau bergetar dalam "gelombang pesawat." Satu peta bagaimana cahaya memotong bola dengan cara yang sama salah satu titik-titik lokasi di Bumi menggunakan bujur dan lintang.

Tapi bergerak cahaya kompleks dengan kedua spin dan momentum sudut orbital, kurang lebih seperti gerakan bulan kami seperti berputar pada porosnya dan Bumi mengorbit.

Seperti cahaya yang berputar seperti angin tornado karena perjalanan melalui ruang dan mengambil bentuk dari apa yang disebut balok vektor dan vortisitas. Untuk peta ini vortisitas para peneliti memperluas lingkup yang ada untuk mengembangkan Higher Order mereka Sphere Poincaré (HOPS).

Penelitian Tim bahkan lebih kompleks pola cahaya, seperti bentuk berbentuk bintang. Model mereka menggunakan HOPS untuk mengurangi apa yang bisa halaman matematika untuk persamaan tunggal. Ini adalah alat matematika yang akan memanfaatkan cahaya kompleks untuk digunakan dalam teknologi.

"Lingkup memfasilitasi pemahaman, menunjukkan vortisitas fase pada tiang dan balok vektor berada di khatulistiwa," jelas Milione. "Ini mengatur hubungan antara vortisitas cahaya."

"Ini jenis organisasi pada tingkat Poincaré Sphere lebih tinggi dapat membersihkan jalan ke sejumlah fisika novel dan upaya rekayasa seperti komputer kuantum dan transisi optik; bisa sangat memperluas sensitivitas spektroskopi dan kompleksitas kriptografi komputer, dan lebih mungkin mendorong batas-batas apa yang bisa 'dilihat', "kata Dr Alfano.

Penelitian ini didanai sebagian oleh Corning Inc dan Kantor Riset Angkatan Darat.

Continue Reading | komentar