بحث و گفتگو درباره : رشته فوتونیک

[nazliii]

اريخچه فوتونيك

با اختراع ليزر و پس از آن ساخت فيبر نوري حوزه شاخه اپتيك در فيزيك آنقدر گسترده گرديد و كاربردهاي آن آنقدر زياد شد كه شاخه اي جديد در علم متولد گرديد كه به فوتونيك موسوم گرديد. اين شاخه جديد در سه گرايش الكترونيك، مخابرات و فيزيك كار خود را شروع نمود.

فوتونيك- الكترونيك

پيشرفت روز افزون تكنولوژي و ساخت قطعات الكترونيكي كوچك و كوچكتر تا به آنجا ادامه يافته است كه امروزه پيش بيني مي شود كه در چند سال آينده ديگر نتوان قطعاتي از اين كوچكتر ساخت كه قادر به عبور جريان الكتريسيته باشند به گونه اي كه در آنها عبور يك الكترون برابر خواهد بود با برقراري جريان و عدم عبور آن يعني قطع جريان الكتريكي. اين مساله باعث شده تحليل مدارات ديگر از حوزه الكترونيك كلاسيك خارج شده و بررسي چنين سيستمي بر عهده مكانيك كوانتم نهاده شود كه داراي مشكلات خود مي باشد. اين امر باعث شده تا دانشمندان به فكر جايگزيني براي الكترون بيافتند تا مشكلات الكترون را نداشته باشد و در اولين گزينه ها فوتون يعني كوانتاي نور را جايگزيني مناسب يافتند. پس از اين پس بايد به دنبال ساخت ادواتي بود كه جاي ادوات الكترونيكي را در مدارات بگيرد و در آنها فوتون نقش اساسي را بازي كند. تحقيقاتي كه اين هدف را دنبال مي كنند در حوزه فوتونيك شاخه الكترونيك آن بررسي مي شود و بر عهده اين بخش است.

فوتونیک و ارتباطات نوری​

فوتونیک و فناوری‌های نوری
امروزه نور با روش‌های مختلف زندگی ما را چنان تحت تاثیر قرار داده است که تا چند دهه‌ی پیش حتی به ذهنمان خطور هم نمی‌کرد. نور در آینده نقش‌های مهم‌تری خواهد یافت. از جمله با فراهم كردن مقدمات انقلاب مخابرات فیبر نوری در جهان شرایطی جدید دركاربرد پزشکی، زيست‌فناوري (Biotechnology) ، حس‌گر‌هاي نوری (optical sensing) ايجاد خواهد كرد.
فناوری‌های کلیدی برای قرن آینده:
فوتونيك و فناوری‌های نوری (Photonics and Opticl technologies)
نانوتکنولوژی (Nanotechnology)
زيست‌فناوری (Biotechnology)
اكنون ما در آغاز دیدن ثمره‌ی اکتشافات علمی در سه یا چهار دهه‌ی اخیر هستیم. در دهه‌ي 1960 مطالعه‌ي برخي ويژگي‌هاي منحصر به‌فرد و ناشناخته‌ي نور به ايجاد و توسعه‌ی حوزه‌ي نويني به‌نام لیزر منجر شد. نور هم‌دوس (coherent light) می تواند به روش‌هاي جديدي كه براي نور ناهم‌دوس (Incoherent light) غيرممكن است، هدایت، كانوني و منتشر شود. این ویژگی منحصر به فرد نور لیزر مخابرات فيبرنوري (fiber-optic communications) ، دیسک‌های فشرده (compact disks)، جراحی لیزری و دسته‌ای دیگر از کاربردها را ممکن ساخته است.
کاربردهای نور ناهم‌دوس (incoherent light) نیز به همین فراوانی است؛ سیستم‌های لیتوگرافی نوری (optical lithography) برای الگوسازی تراشه‌های کامپیوتری، میکروسکوپ‌هایی با قدرت تفکیک بالا (high-resolution)، اپتيك‌ انطباقي براي پژوهش‌هاي ستاره‌شناسي كه در زمين انجام مي‌شود و حس‌گرهای امواج فروسرخ برای همه چیز:از دستگاه کنترل از راه دور گرفته تا تجهیزات دید شب ( night-vision) و حتا منبع‌هاي نوري با بازده بالا.
اگرچه دانش اپتيك در زندگی كنوني ما نفوذ و تاثیر به‌سزايی دارد، نقش اصلی و ضروري آن توان‌مند كردن فناوري در سيستم‌هاي بزرگ‌تر است.

اپتيك و فناوری‌های نوری:
اپتيك (optics) رشته‌ای از دانش و مهندسي فناوري‌ها و پدیده‌های فیزیکی‌اي است که با تولید (generation)، ارسال (transmission)، دستکاری (manipulation)، ردیابی (detection)، و به‌کارگیری (utilization) نور مرتبط هستند.
سه پیش‌رفت بزرگ که در چهل سال اخير سبب پيش‌رفت‌هايي در اين زمينه‌شده‌اند:

•اختراع لیزر
•ساخت فیبرهای نوری با اتلاف کم
•معرفی دستگاه های نیمه رسانا

بر اساس اين ابداع‌ها، رشته‌های علمی زیر به‌وجود آمدند:

الكترواپتيك:Electro-optics عموماً به دستگاه‌های نوری که در آن‌ها پديده‌هاي الکتریکی نقش ایفا
می‌کنند اشاره دارد. (لیزر و تعدیل کننده‌های Electro-optic و سوئيچ‌ها)

اُپتوالكترونيك (Optoelectronics): نوعاً به دستگاه‌هايي اطلاق می شود که ذاتاً الكترونيكي هستند ولي نور هم در آن‌ها به نحوي دخيل است( به‌عنوان مثال مي‌توان دستگاه‌های ساطع کننده‌ی نور و آرايه‌هاي حس‌گر را نام برد).

Quantum electronics: در دستگاه‌هایی که اصول كاركرد آن‌ها به برهم‌كنش ميان نور و ماده مربوط است، استفاده می‌شود.

Quantum Optics: زمينه‌اي از دانش است كه ويژگي‌هاي هم‌دوس بودن و كوانتمي نور را توضیح می دهد.

Lightwave technology: برای توضیح دستگاه‌ها و سیستم‌ها در ارتباط نوری استفاده می شود.


تعریف فوتونیک و فناوری های نوری:
واژه‌ي فوتونیک در طي دهه‌ي اخير و به خاطر شباهت با واژه‌‌ي الکترونیک ابداع شده است.
همان‌گونه كه ازاين واژه برمي‌آيد اپتيك و الكترونيك (به‌ويژه بخشي از الكترونيك كه به نقش مواد نيمه‌رسانا در سيستم‌هاي نوري مي‌پردازد) در رشته‌ي فوتونيك ارتباطي تنگاتنگ دارند. همان‌طور كه مي‌دانيد الکترونیک با بارهای الكتريكی و فوتونیک با فوتون‌ها سروکار دارد.
اصطلاحات اپتیک (optics) و فوتونیک (photonics) تمايز واضحي از يك‌ديگر ندارند.

 

[nazliii]

حوزه های پر اهمیت در آینده:
اپتيك (optics) در فناوری اطلاعات و مخابرات
•انتقال اطلاعات
•پردازش اطلاعات
•ذخیره ی نوری (optical storage)
•نمايش
اپتيك در مراقبت از سلامتی و علوم زندگی

•عمل جراحی و دارو
•ابزار برای زیست
•زيست‌فناوري
مشاهدات نوری، روشنایی و انرژی
•حس گرهای نوری و سیستم های تصویری
•روشنایی (روشنايي حالت جامد)
•حس گرهای نوری و روشنایی در حمل و نقل
•انرژی (سلول های خورشیدی)

اپتيك برای ارتش و نظام و کاربردهای نظارتی و مراقبتی
•نظارت و مراقبت
•دید شب
•فعالیت سیستم های لیزری در جو و فضا
•سیستم های فيبرنوري
•صفحه‌های رادار (Displays)


اپتيك (optics) در ساخت و تولید
•استفاده از نور برای كاربرد‌هاي صنعتی
•استفاده‌ی نور در علم اندازه‌گیری نوری (optical metrology) برای کنترل ساخت
•کاربردهای خاص صنعتی
•افزایش استفاده از اپتيك در ساخت


فناوری اطلاعات و مخابرات
فناوری اطلاعات طی دهه‌ی گذشته پيش‌رفت فوق‌العاده‌اي داشته است. به‌عنوان مثال، فیبر نوری برای مخابرات در سرتاسر جهان با نرخی برابر 1000 متر در ثانیه کار گذاشته شده است. درست 10 سال قبل، فقط 10 درصد از تمام تماس‌های تلفنی عبور‌کننده از سرتاسر ایالات متحده توسط کابل‌های فیبر نوری حمل می شد؛ در حالي كه اكنون بيش از 90 درصد خطوط انتقالي را فيبر نوري تشكيل مي‌دهد. براي برآورده كردن نيازهاي رايانه‌ها و مخابرات در 10 تا 20 سال آينده بايستي دانش فوتونيك براي انتقال، سوئيچ‌كردن، ذخيره‌ي داده ها و...راه‌حل‌هاي خوبي ارايه كند. در بسياري از اين زمينه‌ها توان بالقوه‌ي پيش‌رفت چشم‌گيري ديده مي‌شود. اگرچه برخي مؤسسه‌ها به اين رشد فزاينده در شبكه‌ي مخابرات پرسرعت جهاني دست یافته اند، هنوز زيرساختارهاي لازم براي فراهم كردن امكان دست‌رسي افراد( مصرف‌كننده‌هاي منفرد) به اين فناوري به‌وجود نيامده‌اند.

در پزشکی اپتيك گستره‌ي وسيعي از درمان‌های نوين را در اختيار پزشكان قرار مي‌دهد؛ اين گستره از جراحی لیزری قلب تا تشخیص زودرس سرطان سینه و مشاهده‌ی گلوکز بدون استفاده از سوزن برای افراد مبتلا به دیابت را در بر مي‌گيرد. اپتيك، ابزارهای پژوهشي‌ي زیستی نويني را برای تصويربرداري، سنجش، تجزیه و تحلیل و دست‌كاري فراهم کرده است. در زيست‌فناوری، وجود لیزرها در سیستم‌های توالي‌يابي sequencing) DNA) ضروری است. اپتيك چنان نقش مهمي در دانش حيات و پزشكي بازي مي‌كند كه سازمان‌هايي كه به اين رشته‌ها مربوط هستند بايد اين پيش‌رفت‌ها را بشناسند و خود را با آن سازگار كنند.
پژوهش‌هايي كه در حوزه ي منابع روشنایی و سیستم‌های پخش نور به کاهش شديد مصرف برق منجر شده‌بود، اكنون به روشنایی اختصاص داده شده است. حس‌گرهای نوري جدید در حال افزایش دادن دید بشر، نمایش جزئیات، آشکاركردن اطلاعاتی که هرگز پیش از این مشاهده نشده بودند، هستند: دوربین‌های فروسرخ که تصاویر ماهواره‌ای از الگوهای ابرها و هوا را فراهم می كند؛ میدان دید در شب برای استفاده از عوامل اجرای قانون؛ ردیاب‌های حرکتی فروسرخ برای امنیت منازل، کنترل فرایند‌هاي صنعتی بر خط (‌on-line)
دوربین های دیجیتالی با قدرت تفکیک بالا در شرف ایجاد تغییرات اساسی و کامپیوتری کردن عکاسی و چاپ هستند. احتمالاً پیش‌رفت در زمينه‌ي سلول‌های خورشيدي سبب خواهد شد در اواسط اين قرن نيمي از نياز انرژي در سراسر جهان توسط انرژي خورشيد فراهم شود. این پیش‌رفت‌ها بر مسئله‌ي انرژي و مسائل مربوط به آن در یک مقیاس بین المللی تأثیرخواهد گذاشت.
اپتيك تأثیر اقتصادی قابل توجهي در ساخت، به خصوص از ابتدای ورود لیزرهای قابل اعتماد، ارزان‌قیمت و سیستم تصویربرداری لیزری داشته‌است. امروزه حضور تکنیک‌های نوري در صنایع گوناگون مانند ساخت نیمه رساناها و تولید محصولات شیمیایی قطعی شده است.

سایر کاربردها موارد زیر را شامل می شود:
جوشکاری لیزری ، تولید مدل لیزری، تعمیر لیزری در صفحه‌هاي رادار نیمه رسانا، اعزام کاوش گر تشخیصی برای مشاهده و کنترل فرایندهای شیمیایی، علم اندازه‌گيري (metrology) و حتی سیستم های هدایت لیزری در ساخت تونل ها.
در محدوده ی کاربردهای نظامی، فناوری‌هاي نوري از اجزای ارزان قیمت تا سیستم های پیچیده و گران قيمت، در همه‌جا حضور دارند.
امروزه لیزرها در همه چیز، از هدف گیری و محدوده یابی تا کشتیرانی، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

اپتيك رشته ای فوق العاده پویا و قوی است. کاربرد های متنوع آن ارتباطات مهمي در جامعه را باعث شده‌اند كه همان‌طور كه پيش از اين ديديم زمينه‌هايي مانند مخابرات، پزشكي، انرژي و كاربردهاي نظامي از جمله‌ي آن‌ها هستند.


چشم‌انداز آينده:
پيش‌رفت اپتيك در آینده زندگی ما را دست‌خوش تغيير خواهد كرد ، آن‌چنان كه حتا نمي‌توانيم آن را تصوركنيم. تقریباً در تمام حوزه‌هایی که بیان کردیم، انتظار می‌رود که علم اپتيك موجب تغییر در جهان شود. بی شک آینده، ما را شگفت زده خواهد کرد، اما اکنون چشم‌انداز روشني وجود دارد: در آينده‌اي نه چندان دورهمه‌ي نقاط جهان به‌وسيله‌ي شبكه‌ي مخابراتي پرسرعت فيبر نوري با يك‌ديگر مرتبط خواهند شد و پيش‌رفت‌ها در زمينه‌هاي مختلف دانش و فناوري اپتيك سبب توليد انبوه ابزارها وسيستم‌هاي نوري ارزان‌قيمت و باكيفيت بالا خواهند شد.
این منجر به رشد و پیشرفت ارتباطات پر‌سرعت داده‌های اینترنتی می شود. در مراقبت سلامتی، پیشرفت روش های نوری برای نظارت بر فرایندهای زيستس انساني تأثیر زيادی در تشخیص و درمان خواهد داشت.
بسیاری ازحوزه های تشخیصی و درمانی پزشکی ونيز پژوهش‌هاي زیست پزشکی (biomedical) و بالا بردن کیفیت زندگی نيز از تأثير پيش‌رفت‌هاي اپتيك به‌وفور بهره خواهند برد.اكنون خطر گرم‌شدن زمين و افزايش حجم گازهاي گل‌خانه‌اي در جو زمين بحراني جهاني به‌شمار مي‌آيد بنابراين ضروري است كه از انرژي عاقلانه تر استفاده کنیم. فناوری‌های بسیار کارآمد روشنايی (high efficient lighting technology) به طور چشم‌گيري انرژی لازم برای روشنایی را كاهش مي‌دهد. سلول های خورشیدی با تولید جريان الكتريكي از نور خورشید از وابستگی ما به سوخت های فسیلی خواهند كاست. در صنعت، حس گرهای نوری و تصويرگرهای فروسرخ انقلابي در کنترل فرایند ساخت و عمل آوری مواد خواهند داشت.
کارخانه‌ها حس‌گرهای نوری را به طور گسترده ای در ساخت همه چیز، از پارچه تا خودرو به کار خواهند گرفت. دوربین های دیجیتالی جایگزین فیلم عکاسی در چاپ و عکاسی خواهند شد. در صنعت الکترونیک که برای ساخت الگوهای مدار در تراشه‌ها به فوتولیتوگرافی وابسته است، تولید طرح‌هایی کوچک‌تر از 0.1 میکرومتر، نیاز به ابزارهای نوری دارند که از اشعه ی ایکس یا حداکثر نور فرابنفش استفاده می کنند.
اپتيك در کشف سلاح های شیمیایی و زیستی استفاده خواهد شد.
این حضور در همه جا و در آن واحد به دردسترس بودن سیستم‌های ارزان قیمت نوری وابسته است

نقش اپتيك در پژوهش‌ها که به‌سرعت در اکثر رشته های مربوط به علم و فناوری ظاهر مي‌شود, در آینده تنها به تصور ما محدود خواهد شد. سیستم های پرقدرت لیزری, امکان ساخت شتاب‌دهنده‌های ذرات را که در آن‌ها حد انرژی ذره در آزمایش‌هاي فیزیک ذرات افزایش يافته است، فراهم می کند. لیزرها, اتم های منفرد را در تله‌هاي نوري دست‌كاري خواهند کرد. آزمایش‌هاي تداخل سنج لیزر می تواند رازهای جاذبه‌ی زمین را حل کند. منابع اشعه یx ابزارهای جدیدی را برای فهم دینامیک مواد فراهم خواهد کرد و ...

 

[nazliii]

دوره كارشناسي ارشد مهندسي الكترواپتيك در سه گرایش اپتو الكترونيك، اپتيك و ليزر ،با هدف آموزش مباني علمي و كاربردي ابزارآلات اپتيكي، اپتوالكترونيكي و ليزري تدوين شده است. هدف اين دوره تربيت متخصصاني است كه توانائي انجام تحقيقات مستقل در صنعت و مراكز تحقيقاتي كشور را كسب نموده و قادر باشند با پيشرفت فناوري، صنعت داخلي را نيز بهنگام نگهدارند.
توانمنديهاي دانش آموختگان دوره:
دانش‎آموختگان اين دوره قادر خواهند بود در زمينه‎هاي تخصصي زير فعاليت نمايند.
1-پشتيباني علمي صنايع و مراكز تحقيقاتي اپتيكي و ليزري؛
2-بكارگيري ليزر در زمينه‎هاي علمي، صنعتي و پزشكي؛
3-طراحي سيستم‎هاي اپتيكي، اپتوالكترونيكي و ليزري؛
4-مديريت و اجراي پروژه‌هاي توليدي و تحقيقاتي در زمينه‌هاي فوق.

 

[nazliii]

نانوسیم

نانوسیم

شاید هنوز ساخت تراشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کامپیوتری که برای ایجاد سرعت محاسباتی بالا به جای جریان الکتریسیته از نور استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند، تشخیص انواع سرطان و سایر بیماریهای پیچیده فقط با گرفتن یک قطره خون، بهبود و اصلاح کارت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند و نمایشگرهای LCD ؛ تنها یک رویا برایمان باشد و این مسائل را غیر واقعی جلوه دهد اما محققین آینده قادر خواهند بود تمام این رویاها را به حقیقت تبدیل کنند و دنیایی جدید از ارتباطات و تکنولوژی را بواسطه معجزه نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به ارمغان آورند.
تا کنون با نانوساختارهای مختلفی از جمله نانولوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کربنی، نانوذرات و نانوکامپوزیت آشنا شده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اید؛ یکی دیگر از نانوساختارهایی که امروزه مطالعات و تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده است نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها است.


عموماً سیم به ساختاری گفته می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود که در یک جهت (جهت طولی) گسترش داده شده باشد و در دو جهت دیگر بسیار محدود شده باشد. یک خصوصیت اساسی از این ساختارها که دارای دو خروجی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند رسانایی الکتریکی می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. با اعمال اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو انتهای این ساختارها و در امتداد طولی شان انتقال بار الکتریکی اتفاق می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌افتد.​

ساخت سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی در ابعاد نانومتری هم از جهت تکنولوژیکی و هم از جهت علمی بسیار مورد علاقه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد، زیرا در ابعاد نانومتری خواص غیر معمولی از خود بروز می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهند. نسبت طول به قطر نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بسیار بالا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشد. ( L>>D )​

مثال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هایی از کاربرد نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها عبارتند از:​

وسایل مغناطیسی، سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی، نشانگرهای بیولوژیکی و اتصالات داخلی در نانوالکترونیک مانند اتصال دو قطعه ابر رسانای آلومینیومی که توسط نانوسیم نقره صورت می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد.​

انواع نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها:​

1. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی: این نانوساختارها به دلیل خواص ویژ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای که دارند نویدبخش کارایی زیادی در قطعات الکترونیکی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند.
توسعه الکترونیک و قدرت یافتن در این زمینه بستگی به پیشرفت مداوم در کوچک کردن اجزاء الکترونیکی است. با این حال قوانین مکانیک کوانتومی، محدودیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های ساخت و افزایش هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تولید ما را در کوچکتر کردن تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مرسوم و متداول محدود خواهد کرد. تحقیق فراوان در مورد تکنولوژی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جایگزین علاقه فراوانی را متمرکز مواد در مقیاس نانو در سال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های اخیر کرده است. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های فلزی بخاطر خصوصیات منحصر به فردشان که منجر به کاربرد گوناگون آنها می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود، یکی از جذاب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین مواد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌باشند.
نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها میتوانند در رایانه و سایر دستگاههای محاسبه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گر کاربرد داشته باشند. برای دستیابی به قطعات الکترونیکی نانومقیاس پیچیده، به سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نانومقیاس نیاز داریم. علاوه بر این، خود نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها هم می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند مبنای اجزای الکترونیکی همچون حافظه باشند.​

2. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های آلی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها، همانطور که از نامشان پیداست، از ترکیبات آلی به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دست می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌آیند.
علاوه بر مواد فلزی و نیمه رسانا، ساخت نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از مواد آلی هم امکان‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پذیر است. به تازگی، ماده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای بنام «الیگوفنیلین وینیلین» برای این منظور در نظر گرفته شده است.​

ویژگی این سیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها (نظیر رسانایی و مقاومت و هدایت گرمایی) به ساختار مونومر و طرز آرایش آن بستگی دارد.​

3. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی و نیمه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هادی: ساختار شیمیایی این ترکیبات باعث بوجود آمدن خواص جالب توجهی میشود.
آینده نانوتکنولوژی به توانایی محققین در دستیابی به فنون ساماندهی اجزای مولکولی و دستیابی به ساختارهای نانومتری بستگی دارد. محققین اکنون توانسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌اند با تقلید از طبیعت به ساماندهی پروتئین‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حاصل از خمیر مایه برای تولید نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هادی دست یابند. ساماندهی اجزای زنده در طبیعت، بهترین و قدیمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ترین نمونه ساخت «پائین به بالا» است و لذا می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توان از آن برای فهم و نیز یافتن روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هائی برای ساخت ادوات الکترونیکی و میکرومتری استفاده کرد. تا کنون از فنون ساخت «بالا به پائین» استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شد که این فنون در مقیاس نانومتری اغلب پر زحمت و هزینه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌بر است و تجاری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌سازی نانوتکنولوژی به روشهای آسان و مقرون به صرفه نیاز دارد که بهترین الگوی آن هم طبیعت پیرامون ماست؛ فقط کافی است کمی چشمانمان را باز کنیم و با دقت بیشتری اطرافمان را بنگریم.​

4. نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سیلیکونی: این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها سمی نیست و به سلولها آسیبی نمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسانند.
این نوع از نانوسیم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها بیشترین کاربرد خود را در عرصه پزشکی مانند تشخیص نشانه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرطان، رشد سلول‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بنیادی و … نشان داده است که در ادامه به آن می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌پردازیم.​

 

[nazliii]

نقاط کوانتومی

نقاط کوانتومی

قاط کوانتومی، نانوبلور‌هایی هستند که زمینه‌ساز انقلابی در فناوری‌های نمایشگرها، انرژی خورشیدی و تصویربرداری زیستی خواهند شد.
یک دهه است که گفته می‌شود نانوبلور‌هایی که نقاط کوانتومی (کوانتوم‌دات) نامیده می‌شوند، زمینه‌ساز انقلابی در فناوری‌های نمایشگرها، انرژی خورشیدی و تصویربرداری زیستی خواهند شد. ولی هنوز بازار نقاط کوانتومی کوچک مانده و تنها چند شرکت در این حوزه فعال هستند که این نقاط را به محققان می‌فروشند، یا از ذراتی استفاده می‌کنند که محصول خود را بهبود ببخشند یا مجوز استفاده از فناوری خود را به شرکا بدهند.
دیوید هوانگ از شرکت تحقیقات بازار لوکس‌ریسرچ در نیویورک در گفتگو با نیچر می‌گوید: «مدت مدیدی است که این نقاط کوانتومی وجود دارند، ولی برای تکامل آنها زمان زیادی لازم است». قیمت، یکی از موانع عمده در این راه است: قیمت هر گرم از نقاط کوانتومی بین سه‌هزار تا ده‌هزار دلار آمریکا است، و این مسئله استفاده آنها را به کاربردهای خیلی تخصصی محدود می‌کند.
ولی تحلیلگران صنعتی اکنون پیش‌بینی می‌کنند که در چند سال آینده، بازار این فناوری رشد شدیدی را شاهد باشد که ناشی از نیاز به کاهش مصرف انرژی در نمایشگرها و روشنایی است، و این کار با استفاده از فرایندهای تولید صنعتی ارزان‌تر و بهینه‌تر ممکن خواهد شد. در شهریورماه گذشته، یک شرکت تحقیقات بازار پیش‌بینی کرد که بازار محصولات مبتنی بر نقاط کوانتومی از 28.6 میلیون دلار سال 2008 / 1387 به 721 میلیون دلار تا سال 2013 / 1392 برسد که خصوصا ناشی از رشد اپتوالکترونیک (الکترونیک نوری) در سال 2010 / 1389 خواهد بود.

 

[nazliii]

قیاس شمارش نقطه: کیلوگرم
بیشتر نقاط کوانتومیی موجود در بازار یک هسته نیمه‌رسانا دارند که معمولا ترکیبی از کادمیوم و سلنیوم است و قطری بین 2 تا 10 نانومتر دارد. این هسته داخل حفاظی قرار دارد که معمولا از جنس نیمه‌رسانای دیگری است و یک لایه پلیمری یا غیر آلی نیز کل آن را می‌پوشاند. اندازه کوچک این نقاط به آنها خواص منحصر به‌فردی می‌دهد. فوتون‌هایی که به یک نقطه برخورد می‌کنند، یک الکترون را از ماده نیمه رسانا تحریک می‌کنند و یک "حفره" با بار مثبت بر جا می‌ماند: ترکیب این الکترون و حفره، یک exciton نامیده می‌شود. در یک نیمه‌رسانای بزرگ، اکسیتون‌ها گستره‌ای از انرژی‌ها را با طیفی پیوسته دارند، ولی در نقاطی با اندازه نانو، اکسیتون‌ها حالت‌های انرژی کوانتیده مشخصی دارند. این به این معنا است که وقتی که یک الکترون تحریک شده با یک حفره ترکیب می‌شود، فوتونی با طول‌موج مشخص و قابل پیش‌بینی آزاد می‌کند. نقاط کوچک‌تر نور آبی تولید می‌کنند، در حالی که نقاط بزرگ‌تر از همان جنس نور قرمز تولید می‌کنند.
به رغم این‌که نقاط کوانتومی در ابتدا با استفاده از فناوری‌های گران قیمت صنایع تراشه‌‌های کامپیوتری تولید می‌شدند، بیشتر نقاط در حال حاضر با روش‌های شیمیایی تولید می‌شوند، مانند پاشیدن محلول‌های واکنش‌گرهای آلی-فلزی به یک حلال. ولی استفاده از این روش در مقیاس صنعتی (که برای کاهش هزینه‌های تولید این نقاط الزامی است) با مشکلاتی مواجه است، چراکه ثابت نگاه داشتن دما در سطح مورد نیاز با افزایش حجم سخت‌تر است.

 

[nazliii]

مصاحبه ای با جاستین رتنر: خداحافظ الکترونیک، سلام اسپینترونیک!

مصاحبه ای با جاستین رتنر: خداحافظ الکترونیک، سلام اسپینترونیک!

گوردن مور(Gordon Moore)، در مقاله ی مشهور خود در آوریل 1965، در ژورنال Electronics، نوشت: "مدارهای مجتمع منجر به شگفتی هائی بزرگ همچون رایانه های خانگی - یا حداقل ترمینال های متصل به یک رایانه ی مرکزی - کنترل های خودکار برای اتومبیل ها، و تجهیزات ارتباطی قابل حمل شخصی خواهند شد." او با بررسی آینده ی صنعت چنین پیش بینی کرد که، "قیمت های کاهش یافته ی یکی از جذابیت های الکترونیک مجتمع می باشد و این روند همچنان ادامه پیدا خواهد کرد تا آنجا که تکنولوژی به سوی تولید توابع مداری بزرگ تر و بزرگ تر بر روی تنها یک لایه ی نیمه هادی حرکت خواهد کرد. برای مدارات ساده، قیمت هر قطعه تقریبا نسبت عکس با تعداد قطعات خواهد داشت." این بیان به قانون مور شهرت یافت. با گذشت 42 سال از آن تاریخ، این قانون همچنان معتبر است. اما آیا 10 سال بعد از این نیز همین طور خواهد بود؟ جاستین رتنر (Justin Rattner)، مدیر تکنولوژی اینتل، در این مصاحبه به این سوال پاسخ خواهد داد.
سوال: قانون مور هم اکنون 42 ساله می باشد و همچنان معتبر است. اما آیا در حال نزدیک شدن به مزهای پایانی خود نمی باشد؟
رتنر: زمانی که کسی می گوید که قانون مور به مرزهای خود نزدیک می شود، من نگاهی به گذشته ی تاریخ صنعت می اندازم. بنده بیش از 30 سال در حال فعالیت در این صنعت بوده ام. برای مدت زیادی با قانون مور زندگی کرده ام. شما می دانید که ما هیچ گاه نمی توانیم بگوئیم چه اتفاقی تا 10 سال بعد در تکنولوژی خواهد افتاد. و علت اینکه نمی توانیم از بیشتر از 10 سال جلو برویم این است که مطمئن هستیم درست پس از پایان آن مدت زمانی، 10 سال دیگر را در پیش روی خواهیم داشت. اگر شما به فناوری 45 نانومتری ما نظری بیندازید، خواهید دید... تعداد مشکلاتی را که ما در مورد قانون مور به عنوان یک قانون هدایتگر با آنها سروکار داشتیم خواهید دید.
چهار یا پنج سال پیش مردم می گفتند که قانون مور را به سبب مشکل نشتی به نقطه ی پایان خواهند رساند. گذر به دی الکتریک با گیت High-K و ترانزیستورهای با گیت فلزی از ترانزیستورهای با گیت سیلیکونی منجر به کاهش چشمگیری در نشتی گشت. این تنها یک مثال برای این است که نشان دهد چگونه ابتکاران فنی، چیزی را که تصور می شد یک محدودیت اساسی است، تحت تاثیر قرار داد. و ابتکارات بسیاری از این دست وجود دارند که من می توانم بیان کنم، هرچند هنوز آنها را به مرحله تولید نرسانده ایم.
بنابراین، آنچه می خواهم بگویم این است که در 10 سال بعد، ترانزیستورهائی که ما می خواهیم بسازیم شاید کوچکترین شباهتی به ترانزیستورهای امروزی نداشته باشند. این البته به معنای پایان قانون مور نیست.
سوال: اعلام چیپ 80 هسته ای نسل آینده، مثالی از آن تغییرات در طراحی ترانزیستورها می باشد؟
رتنر: دقیقا! شش یا هفت سال قبل، اینتل شروع به صحبت در مورد اینکه ما چگونه و با چه روش هائی با محدودیت های توان مقابله می کردیم، کرد؛ که این روش ها افزایش کارائی را بسیار سخت می کرد چرا که میزان توان و انرژی که توسط این پروسسورها به صورت گرما تلف می شود، بیش از آن چیزی است که ما بتوانیم به روشی قابل قبول از نظر هزینه آنها را خنک کنیم. بنابرای در سال 2001 در مورد این دیوار انرژی صحبت کردیم، و تصمیم گرفتیم تا روش جدیدی را در طراحی پروسور دنبال کنیم، که شامل استفاده از پروسسورهای با بازده انرژی بالاتر و سپس ... یک پروسسور چند هسته ای می شد. در نتیجه ما هم اکنون پروسسورهای دو هسته ای و چهار هسته ای را داریم. و همچنین نوع هشت هسته ای و بیشتر از آن را خواهیم داشت.
سوال: و 16 و 32 تایی و غیره ؟
رتنر: در واقع، بنده تصور می کنم آنچه ما در آینده خواهیم دید سیر تکاملی در تعداد مختلف افزایشی در پروسسورها در خطوط مختلف تولید باشد. فکر می کنم رایانه های قابل حمل و رومیزی بطور نسبی تعداد هسته ی پائینی داشته باشند و به سمت 8، 12، و شاید 16 هسته ای حرکت کنند. اما در مورد دسته ی بالاتر فکر کنم افزایش چشمگیری را شاهد باشیم، و این در واقع محرک و انگیزه ی اصلی برای طراحی پروسسور 80 هسته ای می باشد که دارای قابلیت محاسباتی بسیار بالائی است.
سوال: آیا فکر می کنید آینده ای برای انجام محاسبات بدون سیلیکون وجود دارد؟
رتنر: خوب، این یک سوال بسیار هیجان انگیز است. می دانید که در حال حاضر تصور اینکه سیلیکون به عنوان یک قطعه ی اساسی از ادامه ی راه خود باز خواهد ماند، بسیار سخت است. سیلیکون همانند یک ماده ی متنوع و پرکاربرد است که ما همچنان به دنیال کشف راه های جدیدی برای مهار کردن قابلیت های آن هستیم. برای مثال ما در حال ساخت دستگاه های نوری متنوعی از سیلیکون هستیم. در واقع، ما همین ماه پیش خیر از یک مادولاتور نوری سیلیکونی با سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه دادیم. بنابراین هم اکنون ما یک سیگنال نوری را گرفته و آن را مادوله می کنیم، و داده ها را با سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه در آن قرار می دهیم که تقریبا بالاترین سرعتی است که در بین تکنولوژی های مختلف وجود دارد. سیلیکون یک ماده ی بسیار قدرتمند است و فکر می کنم که به عنوان یک عنصر اساسی در نیمه هادی ها باقی خواهند ماند. و همچنان که به سوی طراحی های جدید ترانزیستور یا همان چیزی که ما می گوئیم معماری ترانزیستور، گام برمی داریم ممکن است موادی را معرفی کنیم که غیر سیلیکونی می باشند.
بنابراین، بنده در مورد ترانزیستورهای سطحی صحبت می کنم. ممکن است ما مواد دیگری را روی سطح ته نشین بکنیم و ترانزیستورهایی از مواد دیگر بسازیم یا ممکن است ابزارهائی بسازیم که که متکی به ویژگی های کوانتومی متفاوتی نسبت به بار الکترونیکی باشند. هر آنچه ما امروزه انجام می دهیم همچنان مدیون بار الکترونیکی می باشد، اما در واقع ما در حال جستجوی چیزهائی بر اساس برخی تاثیرات کوانتومی می باشیم. عموم مردم آن را اسپینترونیک می نامند (به خاطر "الکترونیک مبتنی بر اسپین"، اسپینترونیک مبتنی بر اسپین یک الکترون برای انتقال اطلاعات دیجیتال - 0 ها و 1 ها- می باشد). ممکن است که اسپینترونیک یک طراحی برای نسل آینده ارائه دهد اگر ما بتوانیم به این موضوع دست یابیم که چگونه می توان اثر اسپین را در مدارات کاربردی و دستگاه ها کنترل کرد.
سوال: آیا شما اسپینترونیک را به عنوان یک معادل برای محاسبات کوانتومی به کار می برید؟
رتنر: نه، نه، آنها دو چیز متفاوت می باشند. خوشحالم که این سوال را پرسیدید. محاسبات کوانتومی در واقع نوع متفاوتی از محاسبات می باشد که امروزه ما می دانیم بر اساس رفتار آماری یافت شده در فیزیک کوانتوم است. این نوع محاسبات برای برخی چیزها مفید و کاربردی خواهد بود اما برای خیلی از چیزهائی که ما امروزه انجام می دهیم چندان مفید نخواهد بود.
سوال: من فکر می کنم برای محاسبات سنگین مفید می باشد نه برای محاسبات لپ تاپ ها و رایانه های رومیزی امروزی، درسته؟
رتنر: بله، درست است. آن روش پتانسیل بالائی برای برای مطالبت عظیم و سنگین موازی ارائه می دهد که بسیار پر بازده است. اما تنها برخی مسائل می توانند توسط این نوع از محاسبات که رایانه های کوانتومی انجام خواهند داد، حل شوند. آنچه من در مورد آن سخن می گویم، به بیان ساده استفاده از یکی از ویژگی های کوانتومی می باشد، مثل 1 بودن بار و 0 بودن رنگ. اسپین خصوصا جالب خواهد بود اگر ما بتوانیم این اثرات اسپینی را در دستگاه های جدید با انواع متفاوت کنترل کنیم، و اینتل در حال تحقیق بر روی آن می باشد. اگر به قانون مور برگردیم، ممکن است ما به نقطه ی پایانی برای الکترونیک مبتنی بر بار الکتریکی تا 10 یا 15 یا 20 سال آینده برسیم، هر چقدر هم که طول بکشد بالاخره اتفاق خواهد افتاد. اما ما الکترونیک مبتنی بر بار را با یک سیستم مبتنی بر اسپین جایگزین می نمائیم. اگر شما بگوئید که این پایان قانون مور خواهد بود، بنده نمی دانم. اما تا زمانی که ما بتوانیم در مسیر بهبود کارائی و بازده انرژی و چگالی قدم برداریم شاید بتوانیم آن مرحله ی گذر را ایجاد کنیم.
سوال: حالا تمایل دارم به موضوع انتقال 40 گیگابیتی برگردم، که با نام فوتونیک سیلیکونی شناخته می شود. ممکن است توضیح دهید فوتونیک سیلیکونی چیست؟
رتنر: حتما، افزایش سرعت انتقال داده از طریق سیم مسی دیجیتالی همینطور سخت و سخت تر می گردد. همانطور که می دانید، روی یک بورد مداری سیم وجود دارد؛ آنها ممکن است در فاصله های زیادی از هم درون یک مرکز داده یا حتی فراتر از آن قرار داشته باشند. همانطور که هر کسی به خوبی آگاه است، مس ضرورتا از سیستم ارتباطات خارج شده است. هم اکنون فیبرهای نوری هستند که کره زمین را به یکدیگر مرتبط کرده اند. در واقع، جایی که من زندگی می کنیم شرکت تلفن فیبرهای نوری را به درب منزل من آورده است. بنابراین ارتباطات راه دور از طریق آن میسر می شود. و همینطور نزدیک و نزدیک تر می شود، اما هزینه آن نیز نسبتا بالا است.
بنابراین دوباره، 4 تا 5 سال پیش ما شروع به بررسی امکان ساخت این ابزارهای اپتیکی پر بازده بر روی سیلیکون کردیم. و فوتودیتکتور (آشکارساز نور) های سیلیکون-ژرمانیم با کارائی بالا را ساختیم. ما مادولاتورها را با سرعت اولیه ی 10 گیگابیت بر ثانیه ساختیم و هم اکنون به سرعت 40 دست یافته ایم؛ ما همچنین مالتی پلکسرها دمالتی پلکسرها را ساختیم و سال پیش تکنولوژی به نام لیزر سیلیکونی هیبریدی را ایجاد کردیم - ما به واقع یک لیزر نوری الکتریکی را ساختیم. ما اکنون در نقطه ای قرار داریم که دارای منابع نور، مادولاتورها، مالتی پلکسرها، دمالتی پلکسرها و آشکارسازها می باشیم. ما هم اکنون توانائی کامل دریافت و ارسال نوری به هم پیوسته را داریم، اما باید همه این ابزارها را با هم داخل یک چیپ قرار دهیم و آن چیزی است که هم اکنون روی آن کار می کنیم. چیزی که ما برای یک سال بعد یا بعد از آن برنامه ریزی کرده ایم ارائه ی یک ترانسیور (سیستم ارسال و دریافت) نوری کامل روی سیلیکون می باشد.
سوال: این تکنولوژی جدید چه زمانی در بازار در دسترس خواهد بود؟
رتنر: خوب، ممکن است که تا اواخر این دهه ما محصولات فوتونیک سیلیکونی را در بازار داشته باشیم. اگر 2010 نشد، شاید 2011، اما فکر می کنم که نزدیک هستیم.
سوال: مردم می خواهند بدانند ابزارهای محاسباتی آینده چه کاهائی انجام خواهند داد و چه زمانی طول می کشد تا انها را داشته باشند. برای هر چه رویائی تر کردن کاربردهای دهه ی بعدی بر روی چه الگوهائی کار می کنید؟
رتنر: ما به تمامی کابردها نظر داشته ایم، که نیازمند حجم بالادی از قدرت محاسباتی برای کاربردی شدن و توسعه یافتگی می باشند. این با چیزی که پیش از این در مورد آن صحبت می کردیم سازگار است، ساخت ماشین های چند هسته ای بسیار بالا مانند پروسسور 80 هسته ای... ما به دامنه ی گسترده ای از موارد نظر داریم مثل ردیابی کاربردی حرکت، توانائی دوربین های ویدئوئی برای مشاهده ی آن چیزی که شما انجام می دهید و تبدیل حرکات شما به حرکت یک انسان در یک رایانه. بنابراین همینطور که شما دستان خود را حرکت می دهید، فیگور موجود در رایانه نیز دستان خود را حرکت می دهد، و اگر شما چشمک بزنید، فیگور رایانه ای نیز با چشمان خود چشمک خواهد زد. ما در نظر داریم تا تمام حالات چهره و تمام حرکات بدن را بدست آوریم. احتمالا این کار می تواند پایه و اساس برای نسل آینده ی بازی ها بوده یا راهی برای آموزش رقص به دیگران می باشد. شریک مجازی شما یک رایانه خواهد بود.
کاربرد جالب توجه دیگر این است که جایی که ما یک ویدئوی زنده از یک مسابقه ی ورزشی مثل فوتبال را تنظیم می کنیم ، رایانه همه ی بازیکن ها را ردیابی و بازی را مشاهده می کند و بصورت خودکار تصویری مشخص نمایش می دهد. بنابراین شما می توانید بگوئید که من فقط می خواهم شوت به دروازه ها را یا فقط ضربات پنالتی را تماشا کنم یا فقط می خواهم این بازیکن خاص را تماشا کنم و به من همه ی تصاویری را که این بازیکن توپ را در اختیار دارد نشان ده. رایانه می تواند تمام این چیزها را بصورت خودکا انجام دهد. این کار البته نیازمند حجم انبوهی از محاسبات است: ردیابی تمامی بازیکنان، آنالیز حرکات، و همه ی چیزهائی که اتفاق می افتد. بنابراین، تا 5 سال آینده شاید یافتن این ویژگی در تلویزیون ها چندان غیرعادی نباشد. اینها چندین مورد از کاربردهای آن در آینده می باشد که ما بر روی آنها کار می کنیم.
هم اکنون، ما همچنین در حال کار بر روی ابزارهای کمکی هستیم. ما آزمایشاتی بر روی تعدادی از تکنولوژی ها انجام داده ایم که شما می توانید با خود حمل کرده و یا آنها زیر لباستان نگاه دارید. آنها ضربان قلب، تنفس، فعالیت فیزیکی شما و تمام موارد شما را کنترل می کنند. آنها اطلاعاتی در اختیار شما قار می دهند که شیوه ی زندگی شما ا بهبود بخشیده و منجر به سلامتی بهتر خواهد شد یا در مورد یک وضعیت پزشکی به شما هشدار می دهد تا به یک پزشک مراجعه نمائید.
سوال: امروزه، ما برخی روبات های هیجان انگیز واقعی می بینیم که مجهز به تشخیص تصویر و صحبت می باشند. برخی از آنها، به خصوص آنهائی که برای سازمان دفاع طراحی شده اند، می توانند مانند یک موجود زنده راه بوند. آیا فکر می کنید عصر ترمیناتور نزدیک است یا عصر ماشین های هوشمند در حال آمدن است؟
رتنر: عصر ماشین های هوشمند، چیزی است که شما گفتید؟ خوب، من فکر می کنم که از چند جنبه جواب باید مثبت باشد. پلتفورم کمکی که من داشتم در موردش صحبت می کردم ابعاد متنوعی دارد. همین حالا شما می توانید آن را در جیب خود قرار دهید یا روی کمربندتان ببندید یا چیزی شبیه به آن. آن تمام این داده ها را جمع آوری می نماید و نتیجه گیری می نماید. آن می تواند بگوید که شما نشسته اید یا سر پا هستید، یا داخل خانه اید یا خارج از خانه، اینکه در حال بالا رفتن از پله ها یا پائین رفتن هستید، و سپس بر اساس آن می تواند تصمیمات بسیار دیگری در مورد اینکه شما در حال انجام چه کاری هستید بگیرد. منظور من این است که، وقتی الگوهای فتاری شما را یاد بگیرد، می تواند بگوید شما در خانه هستید یا در سر کار، یا در حال رانندگی ماشین هستید یا ب روی کاناپه نشسته اید.
فکر می کنم این مجموعه ی کامل از محاسبات ادراکی می تواند منشا پیشرفت های سریعی باشد. تصور می کنم که در طول دهه ی آینده یا بعد از آن دستگاه هائی وجود خواهد داشت، حال روبات باشند یا نه، که دارای ادراکات محاسباتی بوده و یک فتار مشابه به انسان از خود به نمایش خواهند گذاشت. فکر می کنم این امر بطور قطع اتفاق خواهد افتاد.

 

[hvsh]

سلام
لیست دروس مهندسی اپتیک و لیرز (الکترواپتیک) دوره کارشناسی ارشد رو کسی نداره؟
خواهش میکنم کمکم کنید
حسین وجدانی شجاع

 

[زر خانیم]

سلام
من ارشدم لیزر و اپتیکه البنه گرایش الکترونیک و این درس هارو گذروندیم:
مدارهای مجتمع
تئوری ساخت نیمه هادی
الکترونیک نوری 1و2
کوانتوم 1و2
مخابرات نوری
شبیه سازی عددی ادوات نیمه هادی
اگه اطاعات بیشتری خواستین در خدمتم

 

[hvsh]

ممنون از پاسخ شما
ای کاش میشد کسی لیست دروس مهندسی الکترواپتیک گرایش اپتیک و لیزر دانشگاه صنعتی مالک اشتر رو بهم بده...

 

[nnedaa]

help

help

سلام
من ارشدم لیزر و اپتیکه البنه گرایش الکترونیک و این درس هارو گذروندیم:
مدارهای مجتمع
تئوری ساخت نیمه هادی
الکترونیک نوری 1و2
کوانتوم 1و2
مخابرات نوری
شبیه سازی عددی ادوات نیمه هادی
اگه اطاعات بیشتری خواستین در خدمتم

با سلام و عرض تبریک سال نو .​

من دانشجوی برق مقطع ارشد هستم و روی سلول های خورشیدی کار می کنم .موضوع پایان نامه ام سلول خورشیدی کادمیوم تلوراید هست و در حال حاضر یک پیوند pn ساده را به روش گسسته سازی finite difference و حل عددی گامل شبیه سازی کرده ام ولی متاسفانه با تغییر غلظت Na و Nd نمودار پتانسیل بر حسب طول قطعه اشتباه می شود(تقریبا سینوسی) . همچنین مقدار عملی ni از مرتبه 5^10 می باشد ولی با اعمال این حالت پاسخ nan می شود . ولی اگر آن را به طور دستی 9^10 بگذارم پاسخ خواهد داشت . همچنین مقدار عددی به دست آمده طبق روابط حدود 30-^10 است که با این حالت نیز پاسخ nan می شود ولی اگر باز به طور دستی مقدار 0.1u را بگذارم پاسخ خواهم داشت .

شما می توانید مشکل برنامه من را حل کنید ؟
مرسی .

 

[samira salariyan]

درخواست کمک

درخواست کمک

سلام
من ارشدم لیزر و اپتیکه البنه گرایش الکترونیک و این درس هارو گذروندیم:
مدارهای مجتمع
تئوری ساخت نیمه هادی
الکترونیک نوری 1و2
کوانتوم 1و2
مخابرات نوری
شبیه سازی عددی ادوات نیمه هادی
اگه اطاعات بیشتری خواستین در خدمتم

سلام سال نو مبارک
ازتون خواهش میکنم اگه اموزش نرم افزار nextnano دارین کمکم کنید واسه درس ادوات نیمه هادی
منونم

 

[Joe_Bel]

مهندسی فوتونیک-نانو فوتونیک :
اصولاً به علوم و فناوری‌های مربوط وبه کار گیرنده نور و فوتون (ذره بنیادی نور) که به برهم‌کنش‌های بین نور و ماهمی‌پردازند فوتونیک گفته می‌شود که لیزر، اپتیک،‌تصویری‌سازی نوری و الکترونیک نوریاز حوزه‌های اصلی آن هستند.
به طور بالقوه بسیار زیاد. بنابر گزارش منتشر شده در ژانویه ۲۰۰۵ به وسیله Business Communications (Norwalk)، بازار جهانی تجهیزات نانوفوتونیک از ۴۲۱ میلیوندلار در سال ۲۰۰۴به ۳/۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۰۹ خواهد رسید که کاربردهایی کلیدی،بین دیودهای نورافشان و نور میدان- نزدیک متغیر خواهد بود.
یکی از گزارش‌هایی که امسال توسط شرکت Strategies با مسئولیتنامحدود در mountainview کانادا منتشر شده است، اشاره می‌کند که کاربردهای کوتاهمدت نانوفوتونیک به چهار دسته اصلی نمایشگرها، دیودها، نورافشان، سلول‌های خورشیدی (دریافت کننده‌های انرژی خورشیدی) و حسگرهای زیست شیمیایی تقسیم خواهد شد و بازارنهایی آن از مسائل مربوط به امنیت و پزشکی تا هوش کنترل شده و فناوری اطلاعات وارتباطات گسترده خواهد بود.
در حوزه فناوری‌های تواناساز سه فناوری که رشدبیشتری نسبت به دیگر فناوری‌های نانوفوتونیک داشته‌اند نقاط کوانتومی، نانولوله‌هایکربنی و بلور‌های فوتونیکی بوده‌اند.
نقاط کوانتومی در حجم وسیعی برایکاربردهایی چون زیست پزشکی تولید می‌شوند. همین طور نانولوله‌های کربنی کاربردهایجدیدی در خودرو، پزشکی، نمایشگرها و محاسبات می‌یابند. بلور‌های فوتونیکی نیز بهجهان نانو هجوم آورده‌اند. به طور مثال در IBM محققان از بلور‌های فوتونیک برایساخت مدارهای نانوفوتونیک استفاده می‌کنند ‌(که هم‌اکنون ۲۰۰تا ۳۰۰ نانومتر هستند) که هدف نهایی آنها به وجود آوردن ‌نانوفوتونیک با قابلیت تطبیق‌پذیری بانیمه‌رساناهای اکسید فلزی یا همان CMOSها برای دستیابی به تولید انبوه مدارمجتمع‌های فوتونیکی و به طور تدریجی مدارهای نانوئی ۱۰۰ نانومتری و کوچکتر است. نانوفنانوری کاملاً با مهندسی مواد مرتبط و به آن وابسته است و در عین حال زمینه­های تحقیقاتی جدیدی در این رشته به وجود آورده است. ساختار مواد در ابعاد میکرومتر و نانومتر، در مهندسی مواد مطالعه می­شود. نانو دانش و نانو فناوری مبتنی بر شناخت ما از ساختار مواد است. از سوی دیگر روش­های تولید و دست کاری ساختارها و مواد در صنایع مختلف مانند صنایع رنگ، سرامیک، فولاد و ... در مهندسی مواد مورد بررسی و مطالعه قرار می­گیرند. با به کارگیری نانو فناوری می­توان این روش­ها را بهبود بخشید و با روش­های کاراتر و حتی مواد و ساختارهای جدیدی را با خواص بهتر طراحی و تولید نمود.
بازارهای کار: امروزه مهندسی متالوژی و مواد، نقشی کلیدی در پیشرفت صنایع فوق مدرن و جدید مانند صنایع هسته­ای، صنایع انرژی، تکنولوژی پزشکی و کاربردهای فضایی و نظامی داشته و تحقیقات کاربردی و پایه­ای در متالوژی مواد، پیوسته افق­های جدیدی را پیش روی پیشرفت تمدن بشری کشوده است. از آنجایی که مواد، واحدهای سازنده تمامی تولیدات هستند، مهندسین مواد در طرف وسیعی از صنایع تولید کننده به کار مشغولند. درصد بالایی از این مهندسین در صنایع مربوط به فلز، قطعات الکترونیکی، وسایل حمل و نقل تجهیزات صنعتی کار می­کنند. نیاز به مهندسین مواد در کار تولید مواد جدید برای مواد الکترونی و پلاستیکی رو به افزایش است. بازار کار جدیدی که برای این رشته باز شده شرکت­های نفتی و شرکت­های توابع آن هستند که اخیراً پی برده­اند که در قسمت بازرسی فنی باید از مهندسین متالوژی استفاده کرد و نه از مهندسین مکانیک؛ چون کلیه موضوعات درگیر با این بخش که وظیفه کنترل کیفی شرکت را بر عهده دارند مباحث متالوژیکی هستند مثل خوردگی، جوشکاری، NDT و ... که از جمله دروس اصلی و پایه رشته متالئژی هستند.
برنامه درسی مقطع کارشناسی ارشد

تعداد واحدهایی که دانشجویان باید در این دوره با موفقیت بگذرانند
تعداد واحد پایه الزامی: 8	تعداد واحد اختیاری: 10
تعداد واحد تخصصی الزامی: 6	تعداد واحد سمینار: 3
تعداد واحد پایان نامه: 6	جمع کل واحد ها: 32

دروس پایه الزامی

ردیف	کد درس	نام درس	تعداد واحد	پیشنیاز یا همنیاز
نظری	عملی
1		مبانی فیزیک در نانوتکنولوژی	3
2		اصول پیشرفته شیمی در نانوتکنولوژی	2
3		نانوترمودینامیک	3

دروس تخصصی الزامی

ردیف	کد درس	نام درس	تعداد واحد	پیشنیاز یا همنیاز
نظری	عملی
1		نانو مواد	3
2		روش­های پیشرفته در شناسایی و اندازه گیری خواص مواد نانو	3

دروس اختیاری

ردیف	کد درس	نام درس	تعداد واحد	پیشنیاز یا همنیاز
نظری	عملی
1		نانو کامپوزیت­ها	2
2		نانو مواد 2	2
3		نانو مغناطیس­ها	2
4		نانو الکترونیک	2
5		شبیه سازی عددی	2
6		اصول و کاربرد لایه­های نازک	2
7		بیونانو تکنولوژی	3
8		مدل سازی و شبیه سازی سیستم­های نانو
9		شیمی و فیزیک هیدرودینامیکی و نانو تکنولوژی
10		شناخت نانو ذرات و فرایندهای سنتز آنها
11		مبانی انجماد پیشرفته و نانو کریستال­ها
12		ساختارهای ویژه نانو متری
13		نانو تکنولوی و سیستم­های مکانیکی میکروالکترونی
14		روش­های تحقیق و شناخت نظام­های نوآوری

شایان ذکر است دانشجویان ملزم به انتخاب 10 واحد از دروس فوق می­باشند. (10 واحد دروس اختیاری را دانشجویان با توجه به زمینه پژوهشی خود انتخاب نمایند)
سمینار

ردیف	کد درس	نام درس	تعداد واحد	پیشنیاز یا همنیاز
نظری	عملی
		سمینار	2

پایان نامه

ردیف	کد درس	نام درس	تعداد واحد	پیشنیاز یا همنیاز
نظری	عملی
		پایان نامه	6

برای تحقق يکی از رسالت­های دانشگاه که نهادينه کردن تحقيقات است،ايجاد مراکز تحقيقاتی و آزمايشگاه‌های تخصصی امری لازم به شمار می‌رود. با ايجادمرکز تحقيقات نانوپترونيکس در دانشکده برق دانشگاه علم و صنعت ايران، فضا برایمحققين و دانشجويان علاقه­مند به فعاليت در اين حوزه فراهم شده است. به عبارت ديگروجود مرکز تحقيقاتی-کاربردی نانوپترونيکس به منظور انجام فعاليت­های تحقيقاتی،انجام پروژه­های نيمه صنعتی، صنعتی، ايجاد فرصت­های مناسب برای انجام پروژه­ها وتحقيقات دانشجويان تحصيلات تکميلی کارشناسی ارشد و دکتری، آموزش نيروی انسانی متخصصمورد نياز مراکز و صنايع مختلف و غيره از اهميت بالايی برخوردار است. آمار نشانمی‌دهد، خروج دانشمندان، افراد فرهيخته و متخصص از کشور، تنها به دلايل اقتصادیانجام نمی‌شود. تعداد کثيری از اين افراد به‌خاطر عدم وجود بستر تکنولوژيکی وآزمايشگاههای مجهز پيشرفته در ايران، به کشورهای غربی مهاجرت می‌کنند که امکانبازگشت آنها در صورت ايجاد بستر مناسب علمی وجود دارد.
با توجه به نيازهای توسعهعلمی و انسانی و با توجه به چشم انداز برنامه­های ميان مدت و بلند مدت و نيز تخصصیشدن علوم مرتبط با الکترونيک، نياز به چنين مرکز تحقيقاتی بيش از پيش ضروریمی‌نمايد. از سوی ديگر نظر به ايجاد گرايش نانوپترونيکس در دانشکده برق دانشگاه علمو صنعت ايران و لزوم ايجاد آزمايشگاه­های مرتبط، راه‌اندازی مرکز تحقيقات کاربردینانوپترونيکس پس از تبادل نظر و مشاوره با تعداد زيادی از متخصصين اين شاخه انجامشده است. با توجه به خطوط راهنمای در نظر گرفته شده، اولويت­های تحقيقاتی و نيازهایکشور، مرکز تحقيقات کاربردی نانوپترونيکس مشتمل بر آزمايشگاه­های زير در سال 1387راه اندازی شده است:
1- آزمايشگاه نانوالکترونيک
2- آزمايشگاهاپتوالکترونيک
3- آزمايشگاه کوانترونيکس
آزمايشگاه نانوالکترونيک: يکی از مهم‌‌ترين جنبه‌های نانوتکنولوژیجنبه چند رشته‌ای آن می‌باشد. ساختار برنامه‌‌های آموزشی فعلی بسياری از دانشگاههابرای کارشناسان نانوتکنولوژی دارای کمبودهايی است. بنابراين لازم است برنامه‌هایآموزشی بهينه شوند. عواملی که حرکت به سمت اهداف بلند مدت نانوتکنولوژی در فاصلهزمانی کمتر از 20 سال را ميسر می سازد عبارتند از، ايجاد مراکز تحقيقاتی وآزمايشگاه‌های کاربردی نانوتکنولوژی چند رشته‌ای در دانشگاهها، دوره‌های ليسانس،فوق ليسانس و دکترای متمرکز برروی نانوتکنولوژی و برنامه‌ها و گروههای تحقيقاتیچندرشته‌ای در دانشگاهها.
سرمايه گذاری صد‌ها ميليارد دلاری کشورهای پيشرفتهنظير ژاپن و امريکا در زمينه فن آوری نانو، گويای اهميت اين فن آوری است. در کشورما پتانسيل علمی لازم برای انجام تحقيقات نانوالکترونيک در حد گسترده وجود دارد ودر اين زمينه با کشورهای پيشرفته فاصله کمی داريم و امکان رقابت نيز وجود دارد. وجود مقالات منتشر شده در نشريات معتبر بين المللی و پروژه‌های فوق ليسانس و دکترادر اين زمينه، خود مؤيد اين مسأله است.
زمينه­های تحقيقاتی اين آزمايشگاه شاملمواردی از قبيل انتقال کوانتومی، افزاره‌های تک الکترونی، کاربرد نانوذرات در ساختآشکارسازهای نوری با ZnO و نانوالکترونيک مولکولی می‌باشد. پيش­بينی می­شود باتجهيز آزمايشگاه در آينده بتوان کارهای عملی مثل استفاده از ميکروسکوپ الکترونیبرای اندازه گيری ابعاد اتمی و چينش مولکولی، تعيين مشخصات سه بعدی و سطح ادواتنانوالکترونيک، کنترل چينش مولکولی و ساخت آشکارسازهای نوری نانو و غيره انجامداد.
آزمايشگاه اپتوالکترونيک: سيستم­های اندازه گيری و ابزار دقيق نوری از جملهمهم­ترين ملزومات صنايع مختلف به خصوص صنايع مرتبط با ساخت ادوات نيمه هادی،ليتوگرافی نوری و توليد ماسک است. در فرآيندهای ليتوگرافی نوری دقت های نانومتری دراندازه گيری جابه جايی در محورهای مختلف مورد نياز است. همچنين در کاليبره کردنتجهيزات آزمايشگاهی و صنعتی، برش­های بسيار دقيق، سيستم های رباتيک، اندازه­گيریناهمواری های سطوح و حتی علوم زمين‌شناسی و اندازه گيری جاذبه زمين، نمونه­هایکاربردی از تجهيزات اندازه گيری نوری است. به اين منظور طراحی و راه اندازی يکآزمايشگاه کاربردی در خصوص ادوات و تجهيزات اندازه گيری و ابزار دقيق بيش از پيشمحرز است.
از موارد مهم کاربرد الکترونيک نوری، ليزر و اپتيک می­توان بهکاربردهای حساسی مانند فاصله‌يابی و سرعت سنجی و نشانه روی اهداف بوسيله ليزر،سيستم­های هدايت و ردگير الکترواپتيکی، سيستم­های کشف و آشکارسازی الکترو اپتيکی وغيره اشاره کرد. آزمايشگاه کوانترونيکس: يکی از کاربردهای اساسی اسپينترونيک،مخابرات کوانتومی است که هدف آن انتقال حالات کوانتومی از نقطه­ای به نقطه ديگراست. با توجه به نوپا بودن اين شاخه از علم، درصورت توجه و فراهم نمودن امکاناتلازم جهت محققيين و پژوهشگران، امکان پيشرفت و نوآوری در اين زمينه پا به پایکشورهای پيشرفته وجود خواهد داشت. با توجه به اهميت امنيت ارتباطات و بالا بودندرجه امنيت مخابرات کوانتومی، استفاده از اين تکنولوژی در آينده حتمی خواهد بود. استفاده از مخابرات کوانتومی در کاربردهای حساس ملی کمک بسيار زيادی به اين بخش هاخواهد کرد.
موضوعاتی از قبيل توليد فوتون­های درهم تنيده، ارسال اين فوتون­ها بهايستگاه های گيرنده و فرستنده، بررسی اثرات محيط بر زوج فوتون­های درهم تنيده،طراحی و ساخت مبدل­های کاهنده پارامتری، رمزنگاری کوانتومی، توزيع کليد کوانتومی،طراحی و تست گيت­های کوانتومی، مبادله درهم تنيدگی، تقطير درهم تنيدگی، بررسی اثراتفيبر نوری بر زوج فوتون درهم تنيده و پردازش اطلاعات کوانتومی و غيره در اين آزمايشگاه قابل انجام خواهد بود

 

[somayeh.fattahi]

سلام.دوستان کسی کتاب تئوری وساخت ادوات نیمه هادی نوشته دکتر حسن کاتوزیان داره؟

 

[mostafa ghodrat]

سلام.دوستان کسی کتاب تئوری وساخت ادوات نیمه هادی نوشته دکتر حسن کاتوزیان داره؟

کتاب فارسی در تالار گذاشته نمیشه

 

[Joe_Bel]

در این علم آنچه نقش اساسی را بر عهده دارد بر هم کنش نور (فوتون) و ماده است در حالی که در علم الکترونیک نقش اصلی بر عهده ی برهم کنش الکترون و ماده است. لذا با توجه به اینکه فوتون از نظر بر هم کنش با ماده هزاران برتری نسبت به برهم کنش الکترون با ماده دارد هر روزه شاهد نشانه های این برتری در عرصه ی فناوری های نوین هستیم، به طوری که با رونق علم فوتونیک در اوایل دهه ی ۱۹۸۰، رفته رفته سهم علم الکترونیک در فناوری و زندگی ما کاهش می یابد. لیزر، فیبر نوری، نیمه هادیها و نانو فوتونیک از جمله مباحث مطرح در این رشته است.

از جمله موضوعات مطرح در این رشته می توان به موارد زیر اشاره کرد:

- ساخت، توسعه و مطالعات بر روی لیزرهای مختلف با طول موج و توان های متفاوت

- به کارگیری لیزرهای ساخته شده و خریداری شده در طرح های مختلف

- مطالعه و توسعه پایه ای در اپتیک کوانتومی مطالعه و توسعه فیزیک نیمه هادی در جهت مطالعه انواع لیزرهای نیمه هادی و ساخت آنها

- مطالعه برروی آشکار سازهای نیمه هادی

- مطالعه و ساخت فیبرنوری و بررسی کاربردهای فیبر در جهت رفع مشکلات مخابراتی کشور

- مطالعه و پژوهش در زمینه نانوفوتونیک به منظور رسیدن به تکنولوژی قطعات دیجیتالی فوتونی و نهایتاً پردازنده های فوتونیکی
دروس امتحانی آزمون کارشناسی ارشد این رشته زبان عمومی و تخصصی، الکترومغناطیس، مکانیک کوانتومی، الکترونیک و فیزیک مدرن هر یک با ضریب 1 می باشد. داوطلبان این رشته بیشتر دارای مدرک کارشناسی فیزیک و بعضاًَ از رشته برق می باشند. نکته جالب توجه در آزمون این رشته، درصد پایین رتبه های برتر این رشته در درس الکترونیک است که باید مورد توجه علاقه مندان این رشته قرار گیرد زیرا همان طور که می دانید نمرات بالا در دروسی که دیگران نمره پایینی دارند تاثیر زیادی در افزایش نمره کل دارد.

 

[Joe_Bel]

سلام.دوستان کسی کتاب تئوری وساخت ادوات نیمه هادی نوشته دکتر حسن کاتوزیان داره؟

این کتاب دوباره انتشارت امیر کبیر چاپ کرده قیمتش 15000 تومانه