PsiKet Academy

🎥⚛جهان از لنز کوانتوم
#داستان_کوانتوم۲

🔺بخش سوم: از گسست انرژی تا قانون مور: سفر کوانتومی در دنیای نیمه‌رساناها

✅در قسمت پیش، مروری بر تاریخ کامپیوتر و چیپ‌های کامپیوتری داشتیم؛ با خواندن این قسمت، یک قدم دیگر به سوی آشنایی و شناخت چیپ‌های کوانتومی بردارید.

💡انرژی‌های گسسته و ساختار نوارها
طبق فیزیک کوانتوم، انرژی الکترون‌ها در اتم‌ها گسسته است. وقتی اتم‌ها کنار هم قرار می‌گیرند، ساختاری بزرگ‌تر با نوارهای انرژی مجاز و غیرمجاز شکل می‌گیرد. نوار ظرفیت، آخرین نوار پر شده توسط الکترون‌ها است و نوار رسانش نوار بعدی است. فاصله بین این نوارها تعیین‌کننده رسانایی مواد است: در رساناها فاصله صفر، در نارساناها زیاد و در نیمه‌رساناها مقداری این میان دارد.

🔍اختراع ترانزیستور: آغاز تحولی عظیم
در سال ۱۹۴۷، سه دانشمند در آزمایشگاه بل اولین ترانزیستور را با استفاده از ویژگی‌های نیمه‌رساناها اختراع کردند. این قطعه، که امکان کنترل سیگنال‌های الکتریکی را فراهم می‌کند، پایه‌گذار فناوری‌های الکترونیکی مدرن شد. توسعه‌های بعدی، مانند ترانزیستور اتصال دوقطبی، توانست جای لامپ‌های خلاء که در قسمت پیش معرفی کردیم را بگیرد و کاربردهای گسترده‌ای پیدا کند.

⚛مدار مجتمع: تراشه‌هایی کوچک اما قدرتمند
در دهه 1950، تلاش برای ترکیب چندین ترانزیستور روی یک نیمه‌رسانا منجر به اختراع مدار مجتمع (IC) شد. جک کیلبی و رابرت نویس تراشه‌هایی ساختند که امکان طراحی مدارهای بسیار کوچک، سریع و ارزان را فراهم کرد. این تراشه‌ها پایه‌گذار ریزپردازنده‌ها شدند و امروزه در کامپیوترها، تلفن‌های همراه و دستگاه‌های الکترونیکی مدرن به‌کار می‌روند.

⚖قانون مور: پیش‌بینی و محدودیت‌ها
در سال ۱۹۶۵، گوردون مور خاطرنشان کرد که طبق آمار سال‌های قبل، تعداد ترانزیستورها در واحد سطح هر دو سال دو برابر می‌شود، روندی که به "قانون مور" مشهور شد. این قانون باعث کاهش ابعاد ترانزیستورها شد، اما با نزدیک شدن به ابعاد اتمی، محدودیت‌های فیزیکی به نزدیکی به پایان قانون مور اشاره می‌کنند. برای مثال، در ترانزیستورهای 2 نانومتری، اثرات کوانتومی به‌شدت بر کنترل جریان الکترون‌ها تأثیر می‌گذارند.

⏪با کوچک‌تر شدن ابعاد ترانزیستورها، قوانین فیزیک کوانتومی نقش پررنگ‌تری پیدا می‌کنند. در قسمت بعدی، به اثرات مهم کوانتومی در ترانزیستورها و معرفی چیپ‌های کوانتومی خواهیم پرداخت.


🎯همه‌ی بخش‌ها اینجاست:
https://psiket.com/story

www.tgoop.com/psiket_academy/865

443 viewsJan 7 at 13:35

🎥⚛جهان از لنز کوانتوم
#داستان_کوانتوم۲

🔺بخش سوم: از گسست انرژی تا قانون مور: سفر کوانتومی در دنیای نیمه‌رساناها

✅در قسمت پیش، مروری بر تاریخ کامپیوتر و چیپ‌های کامپیوتری داشتیم؛ با خواندن این قسمت، یک قدم دیگر به سوی آشنایی و شناخت چیپ‌های کوانتومی بردارید.

💡انرژی‌های گسسته و ساختار نوارها
طبق فیزیک کوانتوم، انرژی الکترون‌ها در اتم‌ها گسسته است. وقتی اتم‌ها کنار هم قرار می‌گیرند، ساختاری بزرگ‌تر با نوارهای انرژی مجاز و غیرمجاز شکل می‌گیرد. نوار ظرفیت، آخرین نوار پر شده توسط الکترون‌ها است و نوار رسانش نوار بعدی است. فاصله بین این نوارها تعیین‌کننده رسانایی مواد است: در رساناها فاصله صفر، در نارساناها زیاد و در نیمه‌رساناها مقداری این میان دارد.

🔍اختراع ترانزیستور: آغاز تحولی عظیم
در سال ۱۹۴۷، سه دانشمند در آزمایشگاه بل اولین ترانزیستور را با استفاده از ویژگی‌های نیمه‌رساناها اختراع کردند. این قطعه، که امکان کنترل سیگنال‌های الکتریکی را فراهم می‌کند، پایه‌گذار فناوری‌های الکترونیکی مدرن شد. توسعه‌های بعدی، مانند ترانزیستور اتصال دوقطبی، توانست جای لامپ‌های خلاء که در قسمت پیش معرفی کردیم را بگیرد و کاربردهای گسترده‌ای پیدا کند.

⚛مدار مجتمع: تراشه‌هایی کوچک اما قدرتمند
در دهه 1950، تلاش برای ترکیب چندین ترانزیستور روی یک نیمه‌رسانا منجر به اختراع مدار مجتمع (IC) شد. جک کیلبی و رابرت نویس تراشه‌هایی ساختند که امکان طراحی مدارهای بسیار کوچک، سریع و ارزان را فراهم کرد. این تراشه‌ها پایه‌گذار ریزپردازنده‌ها شدند و امروزه در کامپیوترها، تلفن‌های همراه و دستگاه‌های الکترونیکی مدرن به‌کار می‌روند.

⚖قانون مور: پیش‌بینی و محدودیت‌ها
در سال ۱۹۶۵، گوردون مور خاطرنشان کرد که طبق آمار سال‌های قبل، تعداد ترانزیستورها در واحد سطح هر دو سال دو برابر می‌شود، روندی که به "قانون مور" مشهور شد. این قانون باعث کاهش ابعاد ترانزیستورها شد، اما با نزدیک شدن به ابعاد اتمی، محدودیت‌های فیزیکی به نزدیکی به پایان قانون مور اشاره می‌کنند. برای مثال، در ترانزیستورهای 2 نانومتری، اثرات کوانتومی به‌شدت بر کنترل جریان الکترون‌ها تأثیر می‌گذارند.

⏪با کوچک‌تر شدن ابعاد ترانزیستورها، قوانین فیزیک کوانتومی نقش پررنگ‌تری پیدا می‌کنند. در قسمت بعدی، به اثرات مهم کوانتومی در ترانزیستورها و معرفی چیپ‌های کوانتومی خواهیم پرداخت.


🎯همه‌ی بخش‌ها اینجاست:
https://psiket.com/story

BY PsiKet Academy