Index
ورود کاربر
Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی ذخیره خروجی XML خروجی متنی خروجی PDF
کد خبر : 165659
تاریخ انتشار : 22 آذر 1391 0:0
تعداد مشاهدات : 42

نفوذ به پنهانی ترین لایه های اجسام با حسگر پیشرفته ساخت دانشمند ایرانی

علمي و فناوري - فناوري: دانشمند ایرانی مؤسسه فناوری کالیفرنیا موفق به ساخت ریزتراشه سیلیکونی ارزان تراهرتزی شده است که می تواند بدون آسیبهای یونیزه کننده پرتوهای ایکس به پنهانی ترین لایه درون مواد نفوذ کند. به گزارش پایگاه اطلاع رسانی دستاوردهای انقلاب اسلامی به نقل از سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، محصول پروفسور علی حاجی میری، استاد مهندسی برق موسسه فناوری کالیفرنیا و همکارانش از خود امواج الکترومغناطیسی فرکانس بالا موسوم به امواج تراهرتز را ساطع می کند که در یک منطقه تقریبا دست نخورده از طیف الکترومغناطیس بین ریزموجها و تابش دور از مادون قرمز قرار می گیرد. این ریزتراشه ها هنگامی که در دستگاههای دستی قرار می گیرند، می توانند طیف وسیعی از کاربردها را از امنیت خانگی گرفته تا ارتباطات بی سیم و مراقبتهای بهداشتی و حتی بازی های غیرلمسی در برگیرند. در آینده این فناوری شاید بتواند برای تشخیص غیرتهاجمی سرطان نیز مورد استفاده قرار گیرد. حاجی میری اظهار کرد: ما با استفاده از فناوری کم هزینه مدار یکپارچه مشابه ریزتراشه های تلفن همراه و نوت پدهای امروزی توانسته ایم یک تراشه سیلیکونی را تولید کنیم که با سرعت حدود 300 برابر آن عمل می کند. این تراشه ها نسل جدیدی از حسگرهای بسیار تطبیق پذیر را امکان پذیر خواهند کرد. محققان از مدت ها قبل در مورد طیف فرکانس تراهرتز از 0.3 تا سه تراهرتز برای اسکن و تصویربرداری تبلیغ می کردند. این امواج الکترومغناطیسی می توانند به آسانی در مواد بسته بندی و ارائه جزئیات تصویر در وضوح بالا رسوخ کرده و همچنین می توانند نشانه های شیمیایی داروها، سلاحهای زیستی یا مواد مخدر و مواد منفجره را شناسایی کنند. با این حال بیشتر سیستم های تراهرتز موجود شامل تشکیلات لیزری بزرگ و گران بوده که اغلب نیازمند دماهای بسیار پایین هستند. امکان تصویربرداری و اسکن تراهرتز تاکنون تا حد زیادی بدلیل کمبود فناوری کوچک و کم هزینه با قابلیت اجرا در طیف های فرکانسی مختلف دست نخورده باقی مانده است. حاجی میری و همکارانش از فناوری نیمه رسانای اکسید فلز(CMOS) که اغلب برای ساختن ریزتراشه های دستگاه های رایج بوده، برای طراحی تراشه های سیلیکونی با عملکردهای یکپارچه با قابلیت اجرا در فرکانسهای تراهرتز و در مقیاس کوچکتر استفاده کردند. این تراشه های جدید، علائم را تا بیش از هزار برابر بیشتر از رویکردهای موجود ارتقا بخشیده و علائم تراهرتز را که به صورت پویا برای ارسال در یک جهت خاص قابل برنامه ریزی هستند، ساطع می کنند که اولین مجموعه های اسکن یکپارچه تراهرتز جهان را بوجود آورده اند. محققان با استفاده از این اسکنرها می توانند برای مثال تیغه ریش تراشی را که درون یک تکه پلاستیک پنهان شده، مشاهده کرده یا میزان چربی موجود در بافت مرغ را تعیین کنند. حاجی میری گفت: ما فقط در مورد یک امکان بالقوه صحبت نمی کنیم. ما در حقیقت این امر را در کار خود به نمایش درآورده ایم. پروفسور حاجی میری و همکارانش باید بر چند مانع برای ترجمه فناوری CMOS به شکل تراشه های تراهرتز کاربردی غلبه می کردند، از جمله اینکه تراشه های سیلیکونی برای استفاده در فرکانس تراهرتز طراحی نشده اند. در حقیقت همه ترازیستورها از یک فرکانس موسوم به فرکانس برش برخوردارند که بالاتر از آن قادر به تشدید علائم نبوده و هیچ ترانزیستور استانداردی نمی تواند علائم طیف تراهرتز را تشدید کند. محققان برای غلبه بر این محدودیت به جمع آوری قدرت جمعی چند ترانزیستور در حال کار به صورت هماهنگ پرداختند. اگر عوامل مختلف در زمانهای مناسب در فرکانسهای مناسب اجرایی شوند، قدرت آنها قابل ترکیب بوده و نیروی علامت جمعی را افزایش می دهد. آنها همچنین توانستند چگونگی انتقال علائم تراهرتز را پس از تولید آنها شناسایی کنند. در چنین فرکانسهای بالایی، یک سیم قابل استفاده نبوده و آنتنهای سنتی نیز در مقیاس ریزتراشه غیرقابل استفاده هستند. در عوض دانشمندان کل تراشه سیلیکونی را به شکل یک آنتن درآوردند. آنها دوباره از یک رویکرد توزیعی استفاده کرده و چندین قطعه فلزی کوچک را بر روی تراشه ادغام کردند که همگی قابل اجرا در یک زمان و با یک نیرو برای ارسال یک مرتبه علامت هستند. این پژوهش در مجله Solid-State Circuits منتشر شده است.