ثورة علمية.. ترانزستورات نانوية ثلاثية الأبعاد تتفوق على رقائق السليكون
تاريخ النشر: 8th, November 2024 GMT
أجرى فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) دراسة لتطوير ترانزستورات مجهرية، تُعرف بالترانزستورات النانوية، لتصبح بديلاً أكثر كفاءة عن الترانزستورات المصنوعة من السيليكون.
تُستخدم الترانزستورات في معظم الأجهزة الإلكترونية بدءاً من الهواتف ووصولاً للحواسيب الخارقة، وتعد بمثابة حجر الأساس الذي لا غنى عنه في ثورة تقنيات تصنيع المعالجات الحديثة، لكن هذا المكون يواجه تحدياً أساسياً، إذ لا يمكنه العمل بجهد منخفض بسبب حد فيزيائي يسمى "طغيان بولتزمان".
كيف تختلف الترانزستورات النانوية الجديدة؟
لتخطي هذا التحدي، قام الباحثون بتصميم نوع جديد من الترانزستورات باستخدام مواد شبه موصلة دقيقة جداً. تمتاز هذه الترانزستورات بأنها صغيرة جداً لدرجة يمكن قياس عرضها ببضع نانومترات فقط (أي أصغر من عرض شعرة الإنسان بأضعاف عديدة). وبفضل تصميمها، يمكن لهذه الترانزستورات العمل بجهد أقل بكثير من الترانزستورات التقليدية، مما يجعلها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، دون أن تخسر من أدائها القوي.
تقنية "النفاذ الكمومي" كيف تجعل الترانزستورات أكثر كفاءة؟
اعتمد الباحثون في تصميم الترانزستورات الجديدة على خاصية فيزيائية كمومية تسمى "النفاذ الكمومي". ببساطة، في الترانزستورات التقليدية، تحتاج الإلكترونات إلى طاقة كافية لتجاوز حاجز معين حتى ينتقل الترانزستور من حالة الإيقاف إلى التشغيل. أما في الترانزستورات النانوية الجديدة، فإن الإلكترونات تستطيع "اختراق" هذا الحاجز بدلاً من تجاوزه، مما يسمح للترانزستور بالعمل بجهد منخفض وبكفاءة أكبر في استهلاك الطاقة.
أقرأ أيضاً.. "أوبن إي آي" تدخل عالم تصميم الرقائق الخاصة لمنافسة "إنفيديا"
خطوات دقيقة لتصنيع الترانزستورات النانوية
بفضل أدوات دقيقة ومتقدمة، نجح فريق الباحثين في إنتاج ترانزستورات بقياس نانومتري (أي في حدود بضعة نانومترات). هذا التصميم المتناهي في الصغر يساعد في تحقيق أداء قوي حيث يصبح التيار الكهربائي أعلى والتبديل بين حالتي التشغيل والإيقاف أسرع وأكثر حدة. هذا التصميم الصغير أيضاً يمكّن الباحثين من وضع عدد أكبر من الترانزستورات على شريحة واحدة، مما يعني أن الأجهزة التي ستعتمد على هذه الترانزستورات ستكون أسرع وأقوى، وأيضاً أكثر كفاءة من حيث استهلاك الطاقة.
تحديات وتطلعات مستقبلية
لا يزال هناك تحديات أمام تطبيق هذه الترانزستورات على نطاق واسع، حيث يجب تحسين تصنيعها بحيث تكون متناسقة في الأداء عبر الشريحة بالكامل. الفريق البحثي مستمر في العمل على تحسين هذه التقنية لضمان استخدامها في جميع أنواع الأجهزة الإلكترونية مستقبلاً، حيث يمكن أن توفر الترانزستورات النانوية بديلاً فعالاً وموفراً للطاقة عن الترانزستورات السيليكونية المستخدمة حالياً.
باختصار، هذه الترانزستورات النانوية الجديدة تفتح الباب أمام جيل جديد من الإلكترونيات التي ستعمل بطاقة أقل، مما يتيح لها العمل بكفاءة أكبر وسرعة أعلى، ما يعزز تطور الأجهزة الذكية والتقنيات المستقبلية.
المصدر: وكالاتالمصدر: صحيفة الاتحاد
كلمات دلالية: الطاقة الرقائق الإلكترونية الأجهزة الإلكترونية التكنولوجيا الثورة التكنولوجية أکثر کفاءة
إقرأ أيضاً:
الصحافة اليونانية تعلن: لسنا مستعدين لحرب المسيّرات.. وتركيا تتفوق بفارق كبير
في تقرير لافت، حذّرت صحيفة Pentapostagma اليونانية من التأخر الخطير الذي تعانيه بلادها في مجال الطائرات بدون طيار، مؤكدة أن أثينا ليست مستعدة للحروب الحديثة التي تُدار عبر المسيّرات، بينما فرضت تركيا هيمنتها الجوية منذ وقت طويل.
وذكرت الصحيفة أن العراقيل البيروقراطية أصابت قطاع الصناعات الدفاعية اليونانية بالشلل، ما جعل قواتها المسلحة تواجه “نقطة ضعف استراتيجية” أمام التفوق التركي في هذا المجال.
“تركيا مُصدّر عالمي، ونحن لم نبدأ الإنتاج بعد”
وفي تقرير نُشر اليوم، أكدت الصحيفة أن القوات المسلحة اليونانية تعاني من تأخر كبير في مجال الطائرات بدون طيار مقارنةً بتركيا.
وأوضح التقرير أن الإطار المؤسسي في البلاد، والبيروقراطية الثقيلة، ونقص البنية التحتية الرقمية، والإجراءات القانونية المعقدة تُبطئ بشكل كبير عمليات إنتاج الطائرات المسيرة ودمجها في المنظومة الدفاعية.
وأشار كاتب التقرير إلى أن تركيا تنتج طائرات مسيرة متطورة مثل TB2 و”أقنجي” و”كızılelma”، وتصدرها إلى أكثر من 30 دولة.
وأضاف أن برنامج الطائرات المسيرة التركي تطور بفضل دعم تقنيات الذكاء الاصطناعي والقدرات الهجومية العالية، مشيرًا إلى أن تركيا طورت كذلك أنظمة دفاع مشابهة لـ”القبة الحديدية”.
أفق إنتاجي يمتد لـ3 سنوات، ومناقصات قد تدوم 5 سنوات
أفادت الصحيفة أن إنتاج الطائرات المسيّرة في اليونان يحتاج إلى جدول زمني لا يقل عن ثلاث سنوات، في حين أن النظام القانوني الحالي يعرقل بشدة عمليات شراء المعدات الدفاعية.
اليونان تتّهم أوروبا بالخيانة: “نسيتمونا من أجل…
القيادة تهنئ ملك المملكة الأردنية الهاشمية بذكرى يوم الجلوس