مفتاح نانوي هندسي يقلل فقدان الحرارة في الأجهزة الإلكترونية
ابتكر فريق من جامعة ميشيغان مفتاحًا نانويًا هندسيًا ضوئيًا يُسمّى NEO، ويعتمد الجهاز على الإكسيتونات المحايدة لنقل المعلومات دون توليد المقاومة الكهربائية والحرارة الناتجة عن حركة الإلكترونات.
يعمل المفتاح بشكل مختلف عن الترانزستورات التقليدية، حيث تتحرك فيه الإكسيتونات المحايدة بدلاً من الإلكترونات وتقلل المقاومة والحرارة المرتبطة بنقل الشحنات.
أظهرت النتائج انخفاضًا قدره 66% في فقدان الحرارة مقارنةً بالمفاتيح التقليدية، مما يشير إلى كفاءة تشغيل أعلى وأجهزة أكثر برودة.
يعتمد التصميم على طبقة أحادية من ثنائي سيلينيد التنغستن مثبتة على حافة نانوية مخروطية الشكل من ثاني أكسيد السيليكون القمعي، ما يسمح للضوء بالتفاعل مع الإكسيتونات المحايدة.
يسهم هذا الهيكل في التفاعل بين الضوء والإكسيتونات المحايدة عند معدلات وأوقات متعددة، ما يجعل المفتاح يعمل كبديل فعال للمفاتيح الإلكترونية التقليدية مع تقليل الحرارة.
تشير الدراسة المنشورة في ACS Nano إلى أن التطبيق العملي للمفتاح ما زال محدودًا بسبب ضعف أدائه في الظروف الحالية، لكنها تمهد لمسار أجهزة الإكسيتونات المفردة في المستقبل.
يمهد هذا التطور الطريق نحو أجهزة أكثر برودة وكفاءة، تعتمد على الإكسيتونات لنقل الإشارات دون توليد حرارة زائدة، وهو ما يمثل خطوة نحو الجيل التالي من الإلكترونيات.
ما هو المفتاح النانوي؟
يعرّف المفتاح النانوي بأنه جهاز إلكتروني صغير جدًا يحاكي وظيفة الترانزستور التقليدي لكنه يعمل على مستوى النانومتر للتحكم في تشغيل الإشارات.
