مدرسه آنلاین ، تیزهوشان آنلاین
                                                        
درباره وبلاگ

سلام دوستان
من محمد امین کاتب صابر به عنوان مدیر وبلاگ، ورود شما را به این وبلاگ خیر مقدم عرض می نماییم امید که با نظراتتان ما را هرچه بیشتر برای بهتر کردن مقالات و مطالب و آموزش ها یاری دهید.
با تشکر
مدیر وبلاگ : محمد امین کاتب صابر
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :


کوچکترین حافظه ذخیره سازی که تاکنون دیده اید چه اندازه ای داشته است؟ IBM این بار رکورد جدیدی ثبت کرده و کوچکترین حافظه ذخیره سازی اطلاعات در دنیا را تولید کرده است. این حافظه تنها به اندازه 12 اتم کوچک جا می گیرد و 100 بار متراکم تر از ساختار حافظه دیسک سخت و تراشه حافظه است. در ادامه اطلاعات کامل تر منتشر شده از شرکت IBM را دراین مورد مشاهده می کنید.

گروه تحقیقاتی IBM توانسته اند کد های باینری (مجموعه ای از اطلاعات به صورت صفر و یک) را در 12 اتم آهن ذخیره کنند تا نشان دهند که یک حافظه ذخیره سازی تا چه اندازه می تواند کوچک باشد. بر اساس تحقیقات و گزارشات BBC این شرکت توانسته کوچکترین حافظه برای ذخیره سازی سازی بیت ها را تولید کند.

tiny-memory-1

گروه پژوهشی IBM در مورد این حافظه ذخیره سازی اعلام کرده است:

کامپیوتر هایی که قبلا تمام فضای اتاق را اشغال می کردند اکنون در جیب شما جا می شوند. اما ما امروز اعلام می کنیم که می توانیم با تغییر بنیان مواد و دستکاری اتم های ماده، اطلاعات را در آنها ذخیره کنیم. ما امروز توانستیم به این پرسش که کوچکترین فضای لازم برای ذخیره 1 بیت از اطلاعات چقدر است پاسخ دهیم: 12 اتم

tiny-memory-3

گروه IBM همچنین در مورد ماده مورد استفاده برای  ذخیره اطلاعات گفته است:

ما تا کنون از ماده Fe برای ساخت حافظه استفاده می کردیم. ولی برای اینکه بتوانیم اطلاعات را به صورت متراکم تری ذخیره کنیم از فرم غیر متعارف آن به نام Anti-Fe استفاده کردیم تا فضای لازم برای ذخیره سازی اطلاعات را کاهش دهیم.

tiny-memory-5

امیدواریم در آینده ای نزدیک شاهد استفاده این حافظه ها در ابزار های مختلف مانند لپ تاپ ها و کامپیوتر ها باشیم. در این صورت ممکن است وزن یک لپ تاپ  ممکن است 500 گرم شود.





نوع مطلب : مطالب فیزیک، نانو تکنولوژی، مطالب شیمی، تكنولوژی و فناوری، 
برچسب ها : اتم، الکترون، پروتون، نوترون، نوکلئون، آرایش، اتمی، مدرسه آنلاین، قوس الکتریکی، قوس، الکتریک، الکترونیک، نقشه مدار، مدار، مدار الکتریکی، پاسخ نامه، آزمون، آزمون هماهنگ، تیزهوشان، فرزانگان، سوالات تیزهوشان، سوالات فرزانگان، آموزش شیمی، دبیرستان آنلاین، نمونه سوال، نمونه سوال شیمی، نمونه، سوال، سوالات، شیمی 2، دزفول، شیمی فرزانگان، علامه حلی، تیزهوش، تیزهوشان آنلاین، شیمی دزفول، دزفول آنلاین، مقدسیان، باغبان، دبیر شیمی، سوالات شیمی 2، امتحانات نوبت اول شیمی، امتحانات نوبت دوم شیمی 2، فلش آموزشی، فلش شیمی، فلش فیزیک، فیزیک 2، آموزش، آموزش فیزیک 2، آموزش الکترونیک، e learning، learning flash files، فایل فلش، شیمی، فلش، فلش شیمی 2، فایل فلش شیمی 2، شیمی 1، شیمی دبیرستان، آزمایش، آزمایشات شیمی، شیمی تیزهوشان، شیمی اول دبیرستان، آموزش شیمی 2، شیمی تیزهوشان 2، آموزش دروس دبیرستان، نمونه سوالات شیمی، فصل اول شیمی، پلاستیک، تولید پلاستیک، هیدرو کربن، نانو شیمی، نانو، نانو تکنولوژی، مقیاس، مقیاس نانو، نانو از نو، نانو ده به توان منفی نه، 109، فیزیک، نانو فیزیک، نقاط کوانتومی، نقاط، کوانتوم، فیزیک کوانتوم، کوانتومی، سنتز، نانو مواد، فاینمن، سخنرانی فاینمن، ماکسول، سنتز نانو مواد، سنتز نقاط کوانتومی، سنتز نانو لوله کربنی، روش های سنتز شیمی، امتحان، نمونه سوالا، نمونه سوالات ریاضی، ریاضی دبیرستان، فیزیک دبیرستان، ریاضی 1، ریاضی 2، فیزیک 1، مدرسه آنلاین تیزهوشان آنلاین، مراکز سمپاد، سمپاد دزفول، نمونه سوالات نوبت اول، نمونه سوالات نوبت اول دبیرستان، فیلم آموزشی نانو، swf، flash، elearning، سل ژل، روش سنتز، سنتز نانو، سنتز سل ژل، اکسید آهن، اکسید روی، اکسید تیتانیوم، ابر رسانا، نیمه رسانا، نیمه هادی، semi conductor، ZnO، TiO2، CNT، SWNT، MWNT، مزارع، باد، انرژی باد، انرژی نوین، حافظه، کامپیوتر، تکنولوژی، IBM، شرکت، تولید، فناوری اطلاعات،





اخیرا یک قاب متفاوت برای آیفون 4 و آیفون 4S را معرفی کرده است که در نوع خود بسیار جالب و عجیب می باشد. این قاب از جنس پلاستیک ABS ساخته شده تا مقاومت بالای داشته باشد. اما نکته شگفت انگیز در مورد این قاب مستحکم، قابلیت ترمیم خودکار در صورت بروز خط و خش برروی آن است. جزئیات بیشتر در مورد اولین قاب خود ترمیم دنیا را در ادامه بخوانید.

نیسان از فناوری ترمیم خودکار در برخی از اتومبیل های ساخت خود نیز استفاده کرده است. زمانی که روکش بدنه دچار آسیب شود، ساختار شیمیایی قادر خواهد بود عکس العمل نشان داده و قسمت های خالی شده را پر کند و به این ترتیب آن را به شکل اولیه باز گرداند.

زمان مورد نیاز برای ترمیم بخش آسیب براساس میزان آسیب وارد شده، ممکن است بین یک ساعت تا یک هفته به طول انجامد. در حال حاضر نیسان در حال تست این قاب در اروپا است. این کمپانی ژاپنی برای ارائه این محصول از NTT Decomo گواهی دریافت کرده است. اگر نیسان از نتیجه آزمایش ها راضی باشد به زودی و در سال جاری قاب های خود ترمیم آیفون وارد بازار خواهند شد.


برای دیدن نحوه کار مواد خود ترمیم شونده به ادامه مطلب رجوع کنید...


ادامه مطلب


نوع مطلب : مطالب شیمی، نانو تکنولوژی، 
برچسب ها : اتم، الکترون، پروتون، نوترون، نوکلئون، آرایش، اتمی، مدرسه آنلاین، قوس الکتریکی، قوس، الکتریک، الکترونیک، نقشه مدار، مدار، مدار الکتریکی، پاسخ نامه، آزمون، آزمون هماهنگ، تیزهوشان، فرزانگان، سوالات تیزهوشان، سوالات فرزانگان، آموزش شیمی، دبیرستان آنلاین، نمونه سوال، نمونه سوال شیمی، نمونه، سوال، سوالات، شیمی 2، دزفول، شیمی فرزانگان، علامه حلی، تیزهوش، تیزهوشان آنلاین، شیمی دزفول، دزفول آنلاین، مقدسیان، باغبان، دبیر شیمی، سوالات شیمی 2، امتحانات نوبت اول شیمی، امتحانات نوبت دوم شیمی 2، فلش آموزشی، فلش شیمی، فلش فیزیک، فیزیک 2، آموزش، آموزش فیزیک 2، آموزش الکترونیک، e learning، learning flash files، فایل فلش، شیمی، فلش، فلش شیمی 2، فایل فلش شیمی 2، شیمی 1، شیمی دبیرستان، آزمایش، آزمایشات شیمی، شیمی تیزهوشان، شیمی اول دبیرستان، آموزش شیمی 2، شیمی تیزهوشان 2، آموزش دروس دبیرستان، نمونه سوالات شیمی، فصل اول شیمی، پلاستیک، تولید پلاستیک، هیدرو کربن، نانو شیمی، نانو، نانو تکنولوژی، مقیاس، مقیاس نانو، نانو از نو، نانو ده به توان منفی نه، 109، فیزیک، نانو فیزیک، نقاط کوانتومی، نقاط، کوانتوم، فیزیک کوانتوم، کوانتومی، سنتز، نانو مواد، فاینمن، سخنرانی فاینمن، ماکسول، سنتز نانو مواد، سنتز نقاط کوانتومی، سنتز نانو لوله کربنی، روش های سنتز شیمی، امتحان، نمونه سوالا، نمونه سوالات ریاضی، ریاضی دبیرستان، فیزیک دبیرستان، ریاضی 1، ریاضی 2، فیزیک 1، مدرسه آنلاین تیزهوشان آنلاین، مراکز سمپاد، سمپاد دزفول، نمونه سوالات نوبت اول، نمونه سوالات نوبت اول دبیرستان، فیلم آموزشی نانو، swf، flash، elearning، سل ژل، روش سنتز، سنتز نانو، سنتز سل ژل، اکسید آهن، اکسید روی، اکسید تیتانیوم، ابر رسانا، نیمه رسانا، نیمه هادی، semi conductor، ZnO، TiO2، CNT، SWNT، MWNT، مزارع، باد، انرژی باد، انرژی نوین،




تصورش را بکنید شهری که در آسمان و در بالای ابرها شناور است و با نیروی توربین های بادی کار می کند. هر توربین، انرژی باد را تبدیل به الکتریسیته می کند. رویای زیبایی است. هر چند فعلا ممکن است در تخیل ما باشد اما ایده کارخانه های تولید انرژی بر فراز ابرها کم کم در حال محقق شدن هستند.

موسسات تحقیقاتی مختلفی مشغول بررسی طرح های مختلف برای به خدمت گیری نیروی بالقوه بادها بر فراز ابرها هستند که بسیار سریع تر از سطح زمین حرکت می کنند. در واقع در ارتفاع ۶۰۰ متری از سطح زمین بادها ۸ برابر سریع تر حرکت می کنند و بنابراین می توانند انرژی بسیار بیشتری تولید کنند.

حالا توربین های بادی جدیدی در حال ساخته شدن هستند که می توانند در فضا معلق بشوند. پره های آنها از کامپوزیت های سبک و آلومینیوم ساخته شده. توربین شبیه یک موتور جت است که با گاز هلیوم پر شده است. قرار است نخستین مدل های آزمایشی از این توربین پرنده که در یک سوم سایز واقعی ساخته شده تا چند ماه دیگر به پرواز در بیاید.

هر کدام از این توربین های پرنده می تواند ۱۰۰ کیلووات الکتریسیته تولید کند که تقریبا برای ۴۰ خانه کافی است. سازندگان می گویند این توربین های بادی پرنده در ابتدا برای مناطق دور افتاده و جاهایی که هم اکنون از سوخت های گران قیمت استفاده می کنند، کاربرد دارد و همچنین در مکان هایی که بلایای طبیعی رخ می دهد می توان سریعا با کمک آنها برق را به آنجا رساند. تصورش را بکنید نیروگاه برق در آسمان پرواز می کند و به بالای محل زلزله زده می آید.

ضمن اینکه این تنها مدل موجود برای تولید انرژی از بالای ابرها نیست و روش های دیگر نیز هم اکنون توسط گروه های مختلف در حال بررسی است. چیزی که مشخص است این است که نیاز بشر به انرژی سبب شده که در آسمان ها هم به دنبال تامین انرژی باشد و بالاخره آن را پیدا می کند.





نوع مطلب : مطالب فیزیک، نانو تکنولوژی، مطالب شیمی، مطالب زیست شناسی، 
برچسب ها : نانو، نانو تکنولوژی، مقیاس، مقیاس نانو، نانو از نو، نانو ده به توان منفی نه، 109، شیمی، فیزیک، نانو فیزیک، نانو شیمی، نقاط کوانتومی، نقاط، کوانتوم، فیزیک کوانتوم، کوانتومی، سنتز، نانو مواد، فاینمن، سخنرانی فاینمن، ماکسول، سنتز نانو مواد، سنتز نقاط کوانتومی، سنتز نانو لوله کربنی، روش های سنتز شیمی، امتحان، نمونه، نمونه سوالا، نمونه سوالات ریاضی، ریاضی دبیرستان، فیزیک دبیرستان، شیمی دبیرستان، ریاضی 1، ریاضی 2، شیمی 1، شیمی 2، فیزیک 1، فیزیک 2، آموزش دروس دبیرستان، مدرسه آنلاین، تیزهوشان آنلاین، مدرسه آنلاین تیزهوشان آنلاین، دزفول آنلاین، تیزهوشان، مراکز سمپاد، سمپاد دزفول، نمونه سوالات نوبت اول، نمونه سوالات نوبت اول دبیرستان، فیلم آموزشی نانو، swf، flash، elearning، آموزش الکترونیک، سل ژل، روش سنتز، سنتز نانو، سنتز سل ژل، اکسید آهن، اکسید روی، اکسید تیتانیوم، ابر رسانا، نیمه رسانا، نیمه هادی، semi conductor، ZnO، TiO2، CNT، SWNT، MWNT، مزارع، باد، انرژی باد، انرژی نوین،




بازدید: جمعه 6 آبان 1390 :: نویسنده : محمد امین کاتب صابر
سلام دوستان
همونطور که میدونید فناوری نانو مقیاس تازه ایه که برای تولید انواع محصولات در رشته های مختلف کاربرد داره... یکی از این رشته ها ، پزشکی هست... علم نانو برای ضد عفونی و بهبود زخم و غیره کارهای جالبی انجام داده...
در این مدت دانش پژوهان کشور ما هم دست از کار نکشیدن و با قدرت علیرغم کمبود امکانات مادی دست به تولید محصولاتی قابل مقایسه با محصولات خارجی زدند که من در این پست نمونه اون ها رو در قالب یه فلش براتون آماده کردم... راهنمای اون رو هم میتونید در ادامه مطلب ببینید....






ادامه مطلب


نوع مطلب : نانو تکنولوژی، 
برچسب ها : نانو، نانو تکنولوژی، مقیاس، مقیاس نانو، نانو از نو، نانو ده به توان منفی نه، 109، شیمی، فیزیک، نانو فیزیک، نانو شیمی، نقاط کوانتومی، نقاط، کوانتوم، فیزیک کوانتوم، کوانتومی، سنتز، نانو مواد، فاینمن، سخنرانی فاینمن، ماکسول، سنتز نانو مواد، سنتز نقاط کوانتومی، سنتز نانو لوله کربنی، روش های سنتز شیمی، امتحان، نمونه، نمونه سوالا، نمونه سوالات ریاضی، ریاضی دبیرستان، فیزیک دبیرستان، شیمی دبیرستان، ریاضی 1، ریاضی 2، شیمی 1، شیمی 2، فیزیک 1، فیزیک 2، آموزش دروس دبیرستان، مدرسه آنلاین، تیزهوشان آنلاین، مدرسه آنلاین تیزهوشان آنلاین، دزفول آنلاین، تیزهوشان، مراکز سمپاد، سمپاد دزفول، نمونه سوالات نوبت اول، نمونه سوالات نوبت اول دبیرستان، فیلم آموزشی نانو، swf، flash، elearning، آموزش الکترونیک، سل ژل، روش سنتز، سنتز نانو، سنتز سل ژل، اکسید آهن، اکسید روی، اکسید تیتانیوم، ابر رسانا، نیمه رسانا، نیمه هادی، semi conductor، ZnO، TiO2، CNT، SWNT، MWNT،




بازدید: جمعه 29 مهر 1390 :: نویسنده : محمد امین کاتب صابر

سازمان بین‌المللی استانداردها یک متر را بدین گونه تعریف کرده است:
طولی که توسط نور در خلأ در بازه زمانی ۲۹۹۷۹۴۵۷/۱ ثانیه طی می‌شود، یک متر می‌باشد ویک نانومتر ۹-۱۰متر می‌باشد.
با ایجاد ارتباط میان اندازه اتم‌ها و مقیاس نانو می‌توان یک نانومتر را راحت‌ترتصورکرد. یک نانومتر برابر قطر ۱۰ اتم هیدروژن و یا ۵ اتم سیلسیم می‌باشد. درک این موضوع برای افراد معمولی نیز راحت‌تر می‌باشد.


همچنین :

  • یک نانو متر یک میلیاریم متر است.
  • یک گلبول قرمز دارای عرض تقریبی هفت هزار نانومتر است.
  • یک مولکول آب دارای قطری حدود ۱ نانو متر است.
  • مولکول اندازه پروتئینها بین ۱ تا ۲۰ نانومتر است .
  • طبق تعاریف مقیاس طولی بین ۱ نانومتر تا ۱۰۰ نانومتر را مقیاس نانو می گویند.

 








نوع مطلب : نانو تکنولوژی، مطالب شیمی، 
برچسب ها : نانو، نانو تکنولوژی، مقیاس، مقیاس نانو، نانو از نو، نانو ده به توان منفی نه، 109، شیمی، فیزیک، نانو فیزیک، نانو شیمی، نقاط کوانتومی، نقاط، کوانتوم، فیزیک کوانتوم، کوانتومی، سنتز، نانو مواد، فاینمن، سخنرانی فاینمن، ماکسول، سنتز نانو مواد، سنتز نقاط کوانتومی، سنتز نانو لوله کربنی، روش های سنتز شیمی، امتحان، نمونه، نمونه سوالا، نمونه سوالات ریاضی، ریاضی دبیرستان، فیزیک دبیرستان، شیمی دبیرستان، ریاضی 1، ریاضی 2، شیمی 1، شیمی 2، فیزیک 1، فیزیک 2، آموزش دروس دبیرستان، مدرسه آنلاین، تیزهوشان آنلاین، مدرسه آنلاین تیزهوشان آنلاین، دزفول آنلاین، تیزهوشان، مراکز سمپاد، سمپاد دزفول، نمونه سوالات نوبت اول، نمونه سوالات نوبت اول دبیرستان، فیلم آموزشی نانو، swf، flash، elearning، آموزش الکترونیک،




نقاط كوانتومی، روش‌های ساخت و كاربردها

نویسنده: سانلی پورفائز

نقاط كوانتومی ــ یا نانوكریستال‌ها ــ در دستة نیمه‌رساناها جای می‌گیرند. نیمه‌رساناها اساس صنایع الكترونیك جدید هستند و در ابزارهایی مانند دیودهای نوری و رایانه‌های خانگی به كار گرفته می‌شوند. اهمیت نیمه‌رساناها در این است كه رسانایی الكتریكی این مواد را می‌توان با محرك‌های خارجی مانند میدان الكتریكی یا تابش نور تغییر داد، تا حدی كه از نارسانا به رسانا تبدیل شوند و مانند یك كلید عمل كنند. این خاصیت، نیمه‌رساناها را به یكی از اجزای حیاتی انواع مدارهای الكتریكی و ابزارهای نوری تبدیل كرده است.
نقاط كوانتومی، به خاطر كوچك بودنشان، دستة منحصربه‌فردی از نیمه‌رساناها به شمار می‌روند. پهنای آنها، بین 2 تا 10 نانومتر، یعنی معادل كنار هم قرار گرفتن 10 تا 50 اتم است. در این ابعاد كوچك، مواد رفتار متفاوتی دارند و این رفتار متفاوت قابلیت‌های بی‌سابقه‌ای در كاربردهای علمی و فنی به نقاط كوانتومی می‌بخشد.

كارآیی نقاط كوانتومی به خاطر قابل تنظیم بودن طول موجی است كه بیشترین شدت نور را تابش می‌كند. وقتی نقاط كوانتومی را با محرك نور ماورای بنفش وادار به تابش كنیم، این طول موج، رنگ نقاط كوانتومی را مشخص می‌كند (شكل). مقدار این طول موج به جنس و اندازة نقاط كوانتومی بسیار حساس است و روش‌های جدید در فناوری نانو، به تولیدكنندگان آنها توانایی زیادی در كنترل دقیق این طول موج بخشیده است. این خاصیت مهم نقاط كوانتومی، فقط با مكانیك كوانتومی قابل توصیف است كه در ادامه به آن اشاره می‌كنیم.
الكترون‌ها در مواد نیمه‌رسانا ــ در اندازه‌های بسیار بزرگتر از 10 نانومتر ــ بازة مشخصی از انرژی را دارند. وقتی یك الكترون انرژی متفاوتی از الكترون دیگر دارد، گفته می‌شود كه در یك تراز انرژی متفاوت قرار دارد. خاصیت ذاتی الكترون‌ها باعث می‌شود كه بیش از دو الكترون نتوانند در یك تراز انرژی قرار بگیرند. در یك تودة بزرگ از مادة نیمه‌رسانا، ترازهای انرژی بسیار نزدیك هم هستند؛ آن‌قدر نزدیك كه به صورت یك بازة پیوسته توصیف می ‌شوند، یعنی تفاوت انرژی دو تراز مجاور در حدّ صفر است.
خاصیت دیگر موادّ نیمه‌رسانا این است كه درون بازة پیوستة انرژی‌هایش یك گپ (شكاف، فاصله) وجود دارد، یعنی الكترون‌ها مجاز به داشتن انرژی در این گپ نیستند. الكترون‌هایی كه ترازهای پایین گپ را اشغال می‌كنند «الكترون‌های ظرفیت در باند ظرفیت» و الكترون‌های ترازهای بالای گپ «الكترون‌های رسانش در باند رسانش» نامیده می‌شوند.
در مواد نیمه‌رسانا به حالت توده‌ای، درصد بسیار كمی از الكترون‌ها در نوار رسانش قرار می‌گیرند و بیشتر الكترون‌ها در نوار ظرفیت قرار می‌گیرند، به طوری كه آنها را تقریباً پر می‌كنند. همین پدیده باعث می‌شود كه موادّ نیمه‌رسانا در حالت عادی (غیر برانگیخته) نارسانای جریان الكتریكی باشند. اگر الكترون‌های بیشتری بخواهند در باند رسانش قرار گیرند، باید انرژی كافی برای بالارفتن از گپ انرژی دریافت كنند. تحریك با نور، میدان الكتریكی یا گرما می‌تواند تعدادی از الكترون‌ها را از نوار ظرفیت به نوار رسانش بفرستد. در این حالت، تراز ظرفیتی كه خالی می‌شود، «حفره» نام دارد، زیرا در طی این رویداد، یك حفرة موقت در نوار ظرفیت به وجود می‌آید.
تحریكی كه باعث جهش الكترون از نوار ظرفیت به نوار رسانش و ایجاد حفره می‌شود، باید انرژی‌ای بیش از پهنای گپ داشته باشد. انرژی پهنای گپ در نیمه‌رساناهای توده‌ای، مقدار ثابتی است كه تنها به تركیب آن مواد بستگی دارد. الكترون‌هایی كه به نوار رسانش برانگیخته شده‌اند، بعد از مدتی دوباره به نوار ظرفیت برمی‌گردند. در این بازگشت، ابتدا الكترون‌ها جهش‌های بسیار كوچكی می‌كنند و از طریق لرزش‌های گرمایی انرژی‌شان را به باقی تودة ماده منتقل می‌نمایند كه در نتیجه انرژی به پایین‌ترین تراز سطح در نوار رسانش می‌رسد و سپس با تابش انرژی به صورت نور، به نوار ظرفیت منتقل می‌شوند. از آنجا كه گپ انرژی نیمه‌رسانا كاملاً معین است، نور تنها در طول موج معینی تابش می‌شود.

در نقاط كوانتومی امكان تغییر اندازة گپ انرژی وجود دارد. می‌توان با این امكان، طول موج نور تابش‌شده را تنظیم كرد. نقاط كوانتومی هم از موادّ نیمه‌رسانا تشكیل شده‌اند. الكترون‌ها در نقاط كوانتومی بازه‌ای از انرژی‌ها را دارند. مفاهیم تراز انرژی، گپ انرژی، نوار رسانش و نوار ظرفیت هم هنوز معتبرند. با این حال، یك تفاوت بارز وجود دارد: وقتی یك الكترون به نوار رسانش برانگیخته می‌شود، باید به طور حقیقی، مقداری هم در ماده جابه‌جا شود. این فاصلة كوچك را به احترام نیلز بور، فیزیكدان دانماركی، «شعاع بور» می‌نامند. در تودة ماده این جابه‌جایی بسیار كوچكتر از ابعاد جسم است، به طوری كه الكترون به‌راحتی می‌تواند در ماده به اندازة لازم جابه‌جا شود. اما اگر كریستال نیمه‌رسانا در حدّ شعاع بور كوچك باشد، دیگر قواعد تودة ماده بر آن حاكم نیست. در این حالت، دیگر نمی‌توان انرژی‌های مجاز را پیوسته در نظر گرفت و بین هر دو تراز انرژی فاصله می‌افتد. تحت این شرایط، مادة نیمه‌رسانا دیگر خاصیت‌های حالت توده‌ای خود را از دست می‌دهد. این اختلاف تأثیر زیادی روی شرایط جذب یا تابش نور در نیمه‌رسانا دارد.
از آنجا كه ترازهای انرژی در نقاط كوانتومی دیگر پیوسته نیستند، كاستن یا افزودن تعدادی اتم به نقطة كوانتومی، باعث تغییر در حاشیة گپ انرژی می‌شود. تغییر نحوة چیده شدن اتم‌ها در سطح نقطة كوانتومی هم باعث تغییر انرژی گپ می‌شود، كه باز هم به دلیل اندازة بسیار كوچك این نقاط است. اندازة گپ انرژی در نقطة كوانتومی همیشه بزرگتر از حالت تودة ماده است. یعنی الكترون‌ها برای جهش از روی گپ، باید انرژی بیشتری آزاد كنند. بنابراین، نور تابش‌شده هم باید طول موج كوتاه‌تری داشته باشد، یا به اصطلاح، انتقال به آبی یافته باشد. این خاصیت باعث ایجاد قابلیت تنظیم طول موج تابشی، و در واقع انتخاب رنگ دلخواه برای نقاط كوانتومی می‌گردد.

روش ساختن نقاط كوانتومی
برای ساختن نقاط كوانتومی می‌توان هم از
روش‌های بالا به پایین و هم از روش‌های پایین به بالا استفاده كرد. روش‌های پایین به بالا امكان تولید انبوه و ارزان نقاط كوانتومی را ایجاد كرده‌اند. مزیت استفاده از روش‌های بالا به پایین، در امكان كنترل بیشتر محل نقاط كوانتومی و جاسازی آنها درون مدارهای الكترونیكی یا ابزارهای آزمایش است.
یكی از روش‌های پایین به بالا،
سنتز كولوئیدی است. در این روش، نمك‌های فلزی به صورت محلول تحت شرایط كنترل‌شده، به حالت بلوری درمی‌آیند. مهمترین مرحله در این روش، جلوگیری از بزرگ شدن بیش از حد مطلوب این بلورهای نانومتری است كه با تغییر دما یا افزودن موادّ خاتمه‌دهندة واكنش یا تثبیت‌كننده‌ها صورت می‌گیرد. در این حالت، برای جلوگیری از به‌هم‌پیوستن ذرات كوانتومی، آنها را با یك لایه از سورفَكتنت‌ها می‌پوشانند. هر چه مراحل سنتز دقیق‌تر كنترل شوند ذرات یكنواخت‌تری به وجود می‌آیند.

 

سورفَكتنت‌ها موادی آلی هستند كه یك سر قطبی (آب‌گریز) و یك سر غیرقطبی (آب‌دوست) دارند. سر قطبی محلول در آب است، اما سر غیر قطبی در آب حل نمی‌شود و به همین علت این مواد همیشه به سطح آب می‌آیند و چون سطح آب محدود است، این مولكول‌ها یك لایة نازكِ به‌هم‌فشرده و منظم را تشكیل می‌دهند. به این خاصیت «خودساماندهی» می‌گویند. انواع مواد شوینده از این نوع‌اند. در مواد شوینده سر غیرقطبی به چربی‌ها و روغن‌ها می‌چسبد و در نتیجه می‌توانیم آنها را با آب بشوییم.

نوع خاصی از نشاندن لایه‌های نازك با استفاده از واكنش‌های الكتروشیمیایی هم از روش‌های دیگر پایین به بالا برای ساختن نقاط كوانتومی هستند.
در روش‌های بالا به پایین، نقاط كوانتومی به صورت نقطه به نقطه روی سطوح سیلیكون حك می‌شوند. این كار با استفاده از
لیتوگرافی پرتو الكترونی یا لیتوگرافی قلم آغشته در ابعاد بسیار ریز امكان‌پذیر است. در این حالت، می‌توان به‌دقت محل قرارگیری نقاط كوانتومی را كنترل كرد و با طراحی مدارهای مناسب در اطراف آنها، بین یك یا چند نقطة كوانتومی با دنیای ماكروسكوپی ارتباط برقرار نمود.

با استفاده از لیتوگرافی پرتو الكترونی می‌توان نقاط كوانتومی را در محل مشخصی حك كرد و با طراحی مدارهای مناسب اطراف آنها، بین یك یا چند نقطة كوانتومی با دنیای ماكروسكوپی ارتباط برقرار نمود.

كاربردهایی برای نقاط كوانتومی
1. نشانگرهای بیولوژیكی
امكان تابش در فركانس‌های مطلوب، نقاط كوانتومی را ابزاری كارآمد برای نشانه‌گذاری و تصویربرداری از سلول‌های موجودات زنده ساخته است. می‌توان نقاط كوانتومی را به انتهای بیومولكول‌های بزرگ مانند پروتئین‌ها یا رشته‌های DNA متصل كرد و از آنها برای شناسایی و ردیابی بیماری‌های درون بدن موجودات زنده استفاده كرد. تنوع طول موج‌های تابش نقاط كوانتومی این امكان را فراهم آورده است كه همزمان چندین نشانگر را در اجزای سلول زنده به كار برد و از نحوه و میزان برهمكنش آنها مطلع شد.
پیش از این از مولكول‌های رنگی برای این كار استفاده می‌شد كه تنوع كمتری از نقاط كوانتومی از نظر رنگ‌ دارند و بیشتر باعث اختلال در فعالیت سلول‌های زنده می‌شوند و برای به‌كارگیری در درون بدن موجودات زنده مناسب نیستند.

2. دیودهای نورانی سفید
قابلیت تنظیم اندازة گپ انرژی با نقاط كوانتومی، این قابلیت را در اختیار ما می‌گذارد كه آنها را به عنوان دیود نورانی به كار بگیریم. به این ترتیب، می‌توان به بازة بیشتری از رنگ‌ها دست یافت و منابع نور با كارآیی بسیار بالا ایجاد كرد. همچنین با تركیب نقاط كوانتومی با ابعاد مختلف، می‌توان منابع پربازده برای تولید نور سفید ایجاد كرد، زیرا همة آنها را می‌توان از یك طریق برانگیخت.
می‌دانیم كه نور سفید را می‌توان به نورهایی با رنگ‌های مختلف تجزیه كرد؛ مانند همان چیزی كه در رنگین‌كمان مشاهده می‌كنیم. معكوس این حالت هم امكان‌پذیر است، یعنی می‌توان با تركیب سه پرتو نوری یا بیشتر، با طول موج‌های مختلف، نوری تولید كرد كه سفید به نظر بیاید. با آنكه نقاط كوانتومی در ابعاد مختلف طول موج‌های مختلفی تابش می‌كنند، اما همة آنها را می‌توان با یك پرتو نور دارای طول موجی در محدودة ماورای بنفش تحریك كرد. درست مانند شكل (ارلن‌های رنگی) كه همة محلول‌ها تحت تابش یك منبع قرار دارند. حال اگر سه تا از این محلول‌ها، و حتی بیشتر، را مخلوط كنیم، با جذب نور ماورای بنفش، نور سفیدرنگی از خود ساطع می‌كنند. چون طیف تابشی نقاط كوانتومی بسیار باریكتر از لامپ‌های التهابی است، دیگر اتلاف انرژی به صورت نور مادون قرمز، كه در روشنایی لامپ بی‌تأثیر است، وجود ندارد. در نتیجه، منبع نور سفید با بازدهی بسیار بیشتری خواهیم داشت.

3. اتم‌های مصنوعی
باردار كردن نقاط كوانتومی، به علت كوچكی، به سادگیِ باردار كردن اجسام بزرگ نیست. برای اضافه كردن هر الكترون به یك نقطة كوانتومی، باید بر انرژی الكترواستاتیك بین الكترون‌های روی نقطة كوانتومی غلبه كرد. این كار را با اِعمال میدان الكتریكی انجام می‌دهند. الكترون‌هایی كه به نقاط كوانتومی اضافه می‌شوند، در ترازهای گسستة انرژی قرار می‌گیرند. این ترازها شبیه ترازهای مختلف اتم‌های عناصرند. به همین علت، به این نقاطِ كوانتومی باردارشده «اتم‌های مصنوعی» می‌گویند كه خواصی متفاوت از اتم‌های عناصر طبیعی دارند. این اتم‌ها، امروزه موضوع تحقیقات وسیعی هستند و تعدادی از آنها به نام اولین كسی كه این آزمایش‌ها را رویشان انجام داده، نامگذاری شده است.

4. عناصر مدارهای نوری
یكی از اصلی‌ترین چالش‌های صنعت ارتباطات، سرعت انتقال داده‌هاست كه در حال حاضر به علت محدودیت طبیعیِ نیمه‌رساناهای توده‌ای در جذب و پاسخ به سیگنال، نمی‌تواند بیشتر از این شود. قابلیت تنظیم انرژی گپ و به تبع آن طیف جذبی و خواص ویژة نقاط كوانتومی، می‌تواند بر این مشكل فائق آید. نقاط كوانتومی همچنین قابلیت ایجاد لیزرهای كارآمدتر با اغتشاش كمتر برای ارتباطات سریع‌تر را فراهم می‌كنند.

5. مولدهای انرژی خورشیدی
در نبود سوخت‌های فسیلی، یكی از منابع مهم تولید انرژی الكتریكی، تابش خورشید است. مشكل اصلیِ مولدهای كنونیِ انرژی خورشیدی، هزینة بالا و كارآیی كمِ آنهاست. سلول‌های خورشیدی از موادّ نیمه‌رسانا تشكیل شده‌اند كه با جذب نور خورشید، الكترون‌ها را به ترازهای باند رسانش هدایت می‌كنند و به نحوی باعث ایجاد نیروی محركة الكتریكی می‌شوند. بازدهی سلول‌های خورشیدی توسط طیف جذبی آنها كه جزو خواص ذاتی نیمه‌رساناهای توده‌ای است تعیین می‌شود. با طراحی نقاط كوانتومی كه بیشتر همپوشانی را در طیف جذبی با طیف نور خورشید داشته باشند، می‌توان بازدهی مولدهای انرژی خورشیدی را تا بیش از 90 درصد افزایش داد.





نوع مطلب : مطالب فیزیک، نانو تکنولوژی، مطالب شیمی، 
برچسب ها : نقاط کوانتومی، نقاط، کوانتوم، فیزیک کوانتوم، کوانتومی، سنتز، نانو مواد، نانو، نانو تکنولوژی، فاینمن، سخنرانی فاینمن، ماکسول، سنتز نانو مواد، سنتز نقاط کوانتومی، سنتز نانو لوله کربنی، روش های سنتز شیمی،






 
   
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic