میرنیوز
نانولوله‌های کربنی می‌توانند از فضاپیماها در برابر تشعشعات کیهانی محافظت کنند
2021-11-01T12:25:46+03:30
به گزارش ایسنا و به نقل از نانومگزین، ماموریت‌های فضایی مانند "اوریون"(Orion) ناسا که قرار است فضانوردان را به مریخ ببرند، محدودیت‌های اکتشافات انسانی را برطرف خواهند کرد اما فضاپیماها هنگام ماموریت خود، با جریان مستمری از تشعشعات مخرب کیهانی روبرو می‌شوند که می‌توانند به تجهیزات الکترونیکی درون آنها آسیب برسانند یا حتی آنها را از بین ببرند. گروهی از پژوهشگران دانشگاه "ام.آی.تی"(MIT) در بررسی جدیدی نشان داده‌اند که می‌توان ترانزیستورها و مدارهای مجهز به نانولوله‌های کربنی را طوری پیکربندی کرد که ویژگی‌های الکتریکی و حافظه خود را پس از بمباران تشعشعات حفظ کنند.
طول عمر و مسافت ماموریت‌های فضایی عمیق در حال حاضر به بهره‌وری انرژی و استحکام فناوری که آنها را هدایت می‌کند، محدود شده است. به عنوان نمونه، تشعشعات شدید فضایی می‌توانند به تجهیزات الکترونیکی آسیب برسانند و به بروز اختلال در داده‌ها منجر شوند یا حتی رایانه‌ها را به طور کامل خراب کنند. یکی از راه حل‌های احتمالی، گنجاندن نانولوله‌های کربنی در قطعات الکترونیکی پرکاربرد مانند "ترانزیستورهای اثر میدان"(FET) است. انتظار می‌رود این لوله‌ها که ضخامت یک اتم را دارند، ترانزیستورها را در مقایسه با نسخه‌های مبتنی بر سیلیکون، کارآمدتر کنند.
در اصل، اندازه فوق‌العاده کم نانولوله‌ها می‌تواند به کاهش اثر تشعشعات هنگام برخورد به تراشه‌های حافظه حاوی این مواد کمک کند. با وجود این، تحمل تابش برای ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله کربنی، به طور گسترده مورد بررسی قرار نگرفته است. بنابراین، "پریتپال کانهایا"(Pritpal Kanhaiya) و "مکس شولاکر"(Max Shulaker)، پژوهشگران دانشگاه ام.آی.تی و همکارانشان تلاش کردند تا بفهمند که آیا می‌توانند این نوع ترانزیستور اثر میدان را برای مقاومت در برابر تشعشعات بالا مهندسی کنند و تراشه‌های حافظه را بر اساس این ترانزیستورها بسازند.
پژوهشگران برای انجام دادن این کار، نانولوله‌های کربنی را به عنوان لایه نیمه رسانا روی یک ویفر سیلیکونی در ترانزیستورهای اثر میدان قرار دادند. سپس، پیکربندی‌های متفاوت ترانزیستور را با سطوح گوناگون محافظ تشکیل شده از لایه‌های نازک اکسید هافنیم، تیتانیوم و پلاتین در اطراف لایه نیمه‌رسانا آزمایش کردند.
پژوهشگران دریافتند که قرار دادن محافظ‌ها هم روی نانولوله‌های کربنی و هم زیر آنها، از ویژگی‌های الکتریکی ترانزیستور در برابر تشعشعات ورودی تا ۱۰ میلی‌رادیان محافظت می‌کند. این سطح، بسیار بالاتر از سطح تشعشعاتی است که بسیاری از تجهیزات الکترونیکی مقاوم به تشعشع و مبتنی بر سیلیکون می‌توانند تحمل کنند. هنگامی که یک محافظ فقط زیر نانولوله‌های کربنی قرار گرفت، از آنها تا دو میلی‌رادیان محافظت کرد که مشابه همان سطحی است که تجهیزات الکترونیکی تجاری مقاوم به تشعشع و مبتنی بر سیلیکون می‌توانند تحمل کنند.
پژوهشگران نهایتا برای دستیابی به تعادل میان سادگی ساخت و مقاومت در برابر تابش، تراشه‌های "حافظه دسترسی تصادفی ایستا"(SRAM) را با نسخه محافظ ترانزیستورهای اثر میدان ساختند. آزمایش‌هایی که روی ترانزیستورها انجام شد، نشان داد که آستانه تشعشع این تراشه‌های حافظه، مشابه تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون حافظه دسترسی تصادفی ایستا است.
به گفته پژوهشگران، نتایج این بررسی نشان می‌دهند که ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله‌های کربنی، به ویژه ترانزیستورهای مجهز به دو محافظ می‌توانند گزینه‌های امیدوارکننده‌ای برای نسل بعدی تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده در اکتشافات فضایی باشند.
این پژوهش، در مجله "ACS Nano" به چاپ رسید.
انتهای پیام
منبع : خبرگزاری ایسنا
کلمات کلیدی : میرنیوز فضاپیما نانولوله كربني ترانزيستور تراشه فضا مريخ دانشگاه ام ای تی
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
سامانه جدید وزارت علوم برای پاسخگویی به شکایات طراحی و راه‌اندازی شد
بیشترین درخواست «پیشینه پژوهش» از سوی کاربران دانشگاه آزاد
معرفی برگزیدگان ریسرچ‌پیچ و اینوتکس‌پیچ تهران
دستور وزیر علوم برای تامین امنیت خوابگاه‌ها با مشارکت بخش خصوصی
منابع مالی برای رسیدن به رتبه علمی ۱۴ پرداخت نشد
دستور وزیر علوم برای تامین امنیت خوابگاه‌ها
کمبود ۴۵۰ قلم دارو در کشور
ادغام صدا و تصویر در یک دستگاه و پایان عصر اسپیکرها
بازدید وزیر علوم از خوابگاه‌ها و فضای پیرامون دانشگاه صنعتی شریف
سامانه جدید وزرت علوم برای پاسخگویی به شکایات طراحی و راه‌اندازی شد
اعطای تسهیلات تا سقف ۱۵ میلیارد تومان به برگزیدگان «جایزه ملی نکست»
وزیر علوم: رئیس اتحادیه کانون های وکلا، وکالت اولیای دم را بر عهده می‌گیرد
راه اندازی اتاق فکر تخصصی در زمینه کاهش آسیب‌های اعتیاد
راهکار کنترل حالت تهوع در بارداری
چت بات هوش مصنوعی ایلان ماسک رونمایی می شود
معرفی تجهیزات پزشکی ایران‌ساخت در نمایشگاه چین
آنچه مردان باید از پروستات بدانند
رشد چشمگیر روش‌های نوین درمان سرطان در ایران
جذب امریه سربازی در وزارت ارتباطات برای اعزام ۱۴۰۴
تعامل حوزه‌های علمیه قم و نجف تقویت می‌شود
پیگیری دانشگاه تربیت مدرس در خصوص ارتقای امنیت فضای اطراف دانشگاه
نشست تخصصی تجارت فناوری ۹ اسفند برگزار می‌شود
بسته‌های حمایتی معاونت علمی برای رشد اقتصاد هوش مصنوعی
پارچه درخشانی که نور و صدا تولید می‌کند!
رقیب «دیپ ریسرچ» اوپن ای آی و گوگل ارائه شد
تشکیل جلسه فوق‌العاده کمیسیون آموزش مجلس برای بررسی موضوع قتل دانشجوی دانشگاه تهران
کارت ورود به جلسه آزمون کارشناسی‌ارشد سال ۱۴۰۴ منتشر شد
در حادثه دانشگاه تهران برخی موضوع اجتماعی را به مسائل سیاسی ربط دادند
تاکید وزیر علوم بر حفظ رویکرد غیرسیاسی شورای صنفی دانشجویان در پیگیری مطالبات
کشورهایی که در معرض برخورد سیارکی قرار دارند
