جنرال لواء

يمكن لثاني أكسيد الفاناديوم أن يحدث ثورة في الإلكترونيات في مجال الحوسبة الفضائية والعصبية


سيقوم برنامج أبحاث Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي بتمويل مشروع حيث يمكن استخدام ثاني أكسيد الفاناديوم للتغلب على السيليكون وتطوير الأجهزة الإلكترونية منخفضة الطاقة.

يمكن أيضًا استخدام المركب لإنشاء وظائف إلكترونية للترددات الراديوية لأنظمة اتصالات الفضاء الجوي ، وفقًا لما كشفته École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) يوم الاثنين.

يدعي العلماء أن ثنائي أكسيد الفاناديوم (VO2) يغير الطريقة التي نتحكم بها في تدفق الإلكترونات عبر الدائرة. يمكن أن يعمل أيضًا كعازل في درجة حرارة الغرفة ولكن يمكن أن يتصرف كموصل في درجات حرارة أعلى من 68 درجة مئوية.

سيدرس مشروع EU Horizon 2020 المسمى Phase-Change Switch هذا السلوك ، المعروف أيضًا باسم انتقال العازل المعدني. تم منح المشروع 3.9 مليون يورو من تمويل الاتحاد الأوروبي. ستقوم École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) بتنسيق المشروع بعد اختياره في عملية الاختيار.

يستخدم في الذكاء الاصطناعي

كما يتم النظر في تطبيقات أخرى للمركب ، مثل الحوسبة العصبية والذكاء الاصطناعي. لقد جذب المشروع انتباه شركتين كبيرتين ، تاليس الفرنسية والفرع السويسري لشركة آي بي إم للأبحاث بسبب مجموعة متنوعة من التطبيقات عالية الإمكانات التي يمكن أن تنتج عن التكنولوجيا الجديدة.

الجامعات مهتمة أيضًا ، مثل Max-Planck-Gesellschaft في ألمانيا وجامعة كامبريدج في المملكة المتحدة. يُقال أيضًا إن Gesellschaft für Angewandte Mikro- und Optoelektronik (AMO GmbH) هو فرع من جامعة آخن في ألمانيا يشارك في عملية البحث.

الانتقال من بلوري إلى معدني

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة عن الخصائص الإلكترونية لثاني أكسيد الفاناديوم (VO2) لكن لم يتم شرحها حتى الآن. من المعروف الآن أن التركيب الذري سيتغير مع ارتفاع درجة الحرارة. ينتقل من هيكل بلوري في درجة حرارة الغرفة إلى معدن عند درجات حرارة أعلى من 68 درجة مئوية.

حساسة لحقن الطاقة الكهربائية

من المعروف أيضًا أن VO2 حساس للعوامل الأخرى التي قد تتسبب في تغيير المراحل. وتشمل هذه حقن الطاقة الكهربائية ، بصريًا ، أو تطبيق نبضة إشعاع THz ، وفقًا للباحثين.

في الآونة الأخيرة ، تمكن العلماء من صنع مرشحات تردد مدمجة للغاية وقابلة للتعديل. تستخدم هذه التقنية أيضًا مفاتيح VO2 ومفاتيح تغيير الطور. كشفت الأبحاث أن من المعروف أيضًا أنها فعالة في النطاق الترددي الضروري لأنظمة الاتصالات الفضائية.

مسألة الوصول إلى درجات أعلى

كان الوصول إلى الإمكانات الكاملة لـ VO2 أمرًا صعبًا حتى الآن لأن درجة حرارة الانتقال البالغة 68 درجة مئوية كانت منخفضة جدًا بالنسبة للأجهزة الإلكترونية الحديثة التي يجب أن تعمل فيها الدوائر عند 100 درجة مئوية.

لكن الباحثين تمكنوا مؤخرًا من إيجاد حل لهذه المشكلة. اكتشفوا أن إضافة الجرمانيوم إلى فيلم VO2 يمكن أن يرفع درجة حرارة تغير طور المادة إلى أكثر من 100 درجة مئوية. قد تعزز هذه الاكتشافات مزيدًا من البحث في تطبيقات VO2 في الأجهزة الإلكترونية منخفضة الطاقة للغاية.

يمكن أن تشمل مجالات التطبيق الأخرى الحوسبة العصبية والرادارات عالية التردد للسيارات ذاتية القيادة بالإضافة إلى الاتصالات الفضائية.


شاهد الفيديو: Quantum Computers - #5 أصعب مشاكل الكوانتم كومبيوتر (كانون الثاني 2022).