क्या ब्लैक फॉस्फोरस माइक्रोचिप्स का भविष्य हो सकता है?

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ग्राफीन को लंबे समय से कंप्यूटर प्रोसेसर और इलेक्ट्रॉनिक्स के भविष्य के रूप में देखा जाता है। हालांकि, पिछले कुछ वर्षों में, कुछ उल्लेखनीय दो-आयाम वाले क्रिस्टल सामग्री उभरे हैं। एक नया चैलेंजर काला फॉस्फोरस है। इस हफ्ते, एक कोरियाई शोध टीम ने पता लगाया है कि कैसे एक ट्यून करने योग्य बैंड गैप बनाएं सामग्री में, इसे अर्ध-चालक के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है, और (संभवतः) सिलिकॉन के लिए एक बेहतर प्रतिस्थापन।

अर्धचालकों के लिए इसका क्या मतलब है, और ग्राफीन का भविष्य नवीनतम कंप्यूटर प्रौद्योगिकी आपको विश्वास करना देखना होगाअगले कुछ वर्षों में इलेक्ट्रॉनिक्स और पीसी की दुनिया को बदलने के लिए तैयार की गई कुछ नवीनतम कंप्यूटर तकनीकों की जाँच करें। अधिक पढ़ें ? चलो पता करते हैं!

काला फास्फोरस

ग्रेफीन की तरह, काले फास्फोरस को एक-परमाणु-मोटी चादर में अलग किया जा सकता है। इन शीट को फॉस्फोरिन के रूप में जाना जाता है, लेकिन ग्राफीन के विपरीत ये परतें कार्य करती हैं एक उत्कृष्ट अर्धचालक यह आसानी से चालू और बंद किया जा सकता है, उम्मीद है कि काफी हद तक कम हो जाएगा नई पीढ़ी के लिए बिजली की आवश्यकताएं

बिजली पैदा करने के 8 अविश्वसनीय नए तरीकेवैकल्पिक ऊर्जा एक वृद्धि है, लेकिन आप सभी विकल्पों के बारे में नहीं जानते होंगे। यहां बिजली पैदा करने के कुछ नए तरीके दिए गए हैं। अधिक पढ़ें अति-प्रवाहकीय ट्रांजिस्टर का। ग्राफीन बेहद प्रवाहकीय होता है, लेकिन इसमें प्राकृतिक बैंड गैप की कमी होती है, और यही वह जगह है जहां ब्लैक फॉस्फोरस कदम रख सकता है।

उत्पादन

ब्लैक फॉस्फोरस तत्व का एक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर आवंटन है, फॉस्फोरस। कमरे के तापमान पर स्थिर, काला फॉस्फोरस एक 'स्वाभाविक रूप से उत्पन्न होने वाला' पदार्थ नहीं है और केवल अत्यधिक उच्च दबाव, कुछ 12,000 वायुमंडलों के तहत सफेद फास्फोरस को गर्म करके प्राप्त किया जाता है। जिसके परिणामस्वरूप काले फॉस्फोरस क्रिस्टल के साथ पकड़ी हुई मधुकोश की परतें होती हैं 0.5 नैनोमीटर की इंटरलेयर दूरी आप विश्वास नहीं करेंगे: उन्नत कंप्यूटर में DARPA भविष्य के अनुसंधानDARPA अमेरिकी सरकार के सबसे आकर्षक और गुप्त भागों में से एक है। निम्नलिखित DARPA की कुछ सबसे उन्नत परियोजनाएँ हैं जो प्रौद्योगिकी की दुनिया को बदलने का वादा करती हैं। अधिक पढ़ें , ग्राफीन के समान एक अन्य विशेषता।

एक बार निर्मित होने के बाद, निर्दिष्ट चौड़ाई पर बड़ी मात्रा में काला फॉस्फोरस बनाना मुश्किल होता है। पारंपरिक पद्धति, जिसे अन्य दो आयामी सामग्रियों पर भी लागू किया जाता है, वह है मैकेनिकल एक्सफोलिएशन। इस श्रमसाध्य धीमी प्रक्रिया में शोधकर्ताओं ने काले फॉस्फोरस की एक मात्रा को एक संपीड़ित में कुचल दिया पाउडर, फिर चिपकने वाली टेप का उपयोग धीरे-धीरे वापस परतों को छीलने के लिए करें जब तक कि वे केवल कुछ परतें फिल्म न बनाएं मोटा। यह विनिर्माण और अनुसंधान दोनों के लिए सीमित और सीमित है।

यह विधि कितनी प्रतिबंधात्मक है, इसे समझते हुए मार्क सी। हर्षम, नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय में एक रसायनज्ञ एक विकसित किया समाधान रसायन विज्ञान का उपयोग कर नई तकनीक उत्पादन को गति देना। वे काले फास्फोरस का एक क्रिस्टल और एक अल्ट्रासोनिक ट्यूब के तल में एक विलायक रखते हैं, जो तरल को उत्तेजित करने के लिए तेजी से हिलने वाली धातु की नोक का उपयोग करता है।

परिणामस्वरूप सोनिक कार्रवाई, विलायक के साथ मिलकर काले फास्फोरस को आवश्यक नैनोमीटर मोटी शीट्स में अलग करती है, जो तरल के भीतर निलंबित होती है। फिर शोधकर्ता सतहों पर इस 'स्याही' को स्पिन कर सकते हैं, जिससे पतले काले फॉस्फोरस के गुच्छे का एक यादृच्छिक वितरण होता है।

जबकि अल्ट्रासोनिकेशन तकनीक थोड़ी बड़ी उपज देती है, और एक तेज प्रक्रिया है, यादृच्छिक वितरण कुछ समस्याग्रस्त है। काले फॉस्फोरस शोधकर्ताओं और इंजीनियरों का उपयोग करके वास्तव में कुशल ट्रांजिस्टर बनाने के लिए सतहों को बहुत अधिक सटीकता के साथ स्पिन-कोट करने में सक्षम होना चाहिए। शोधकर्ताओं के लिए यह अगला लक्ष्य है।

ऊर्जा अंतराल

काले फास्फोरस की अपील का एक प्रमुख लाभ इसकी प्राकृतिक बैंड खाई है। बैंड गैप, या एनर्जी गैप वह है जो कंडक्टिव पदार्थों को अर्धचालकों से अलग करता है। यह इस तरह काम करता है:

• ग्राफीन एक उत्कृष्ट कंडक्टर है, जो कंप्यूटर प्रोसेसर के लिए आकर्षक बनाता है। थोड़ा प्रतिरोध का मतलब है थोड़ी गर्मी। दुर्भाग्य से, हम अभी तक यह नहीं जानते हैं कि इसे गैर-प्रवाहकीय स्थिति में कैसे स्विच किया जाए। ग्राफीन ट्रांजिस्टर बंद नहीं हो सकते। हालांकि इस समस्या को हल करने के तरीके हो सकते हैं, फिर भी किसी ने उन्हें फटा नहीं।
• ब्लैक फॉस्फोरस भी एक उत्कृष्ट कंडक्टर है, लेकिन इसमें एक ऊर्जा अंतर भी है, जिसका अर्थ है कि सामग्री के माध्यम से गुजरने वाली ऊर्जा की मात्रा का संचालन और इन्सुलेट के बीच स्विच किया जा सकता है। काले फॉस्फोरस को डोप करके, आप पारंपरिक ट्रांजिस्टर आसानी से बना सकते हैं। विदेशी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के लिए अनुमति देते हुए, आप वास्तव में विशिष्ट व्यवहार का उत्पादन करने के लिए इसे ट्यून कर सकते हैं।

यह चौड़ी पट्टी वाला गैप है जो भरता है सामग्री वैज्ञानिकों कैसे 3 डी प्रिंटिंग इंसान किसी दिन संभव हो सकता हैबायोप्रिनेटिंग कैसे काम करता है? क्या छप सकता है? और क्या कभी एक पूर्ण मनुष्य को मुद्रित कर पाएंगे? अधिक पढ़ें उत्साह के साथ। यह, ब्लैक फॉस्फोरस की उच्च फोटो-सेंसिटिविटी के साथ केमिकल डिटेक्शन से लेकर ऑप्टिकल सर्किट्री तक हर चीज में इस्तेमाल होने वाले सेमीकंडक्टर को देख सकता है।

ऑप्टिकल सर्किटरी

ब्लैक फॉस्फोरस को "डायरेक्ट-बैंड" सेमीकंडक्टर के रूप में भी जाना जाता है। यह एक दुर्लभ संपत्ति है, जिसका अर्थ है कि सामग्री प्रभावी और कुशलता से विद्युत संकेतों को वापस प्रकाश में बदल सकती है, जिससे यह ऑन-चिप ऑप्टिकल संचार के लिए एक प्रमुख उम्मीदवार बन सकता है। मिनेसोटा विश्वविद्यालय के इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग स्नातक छात्र नाथन यंगब्लड का विश्वविद्यालय, जिसका पेपर फॉस्फोरस पर है में प्रस्तुत प्रकृति फोटोनिक्स का मानना ​​है कि:

“यह एक एकल सामग्री के बारे में सोचना वास्तव में रोमांचक है जिसका उपयोग डेटा को वैकल्पिक रूप से भेजने और प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है और यह एक विशिष्ट सब्सट्रेट या तरंग दैर्ध्य तक सीमित नहीं है। यह सीपीयू कोर के बीच उच्च गति संचार के लिए बहुत बड़ी क्षमता हो सकती है जो वर्तमान में कंप्यूटिंग उद्योग में फिलहाल एक अड़चन है। ”

एक सिलिकॉन रिप्लेसमेंट?

जबकि सिलिकॉन वैली का नाम बदलने की आवश्यकता होगी, काली फॉस्फोरस प्रोसेसर डिजाइन को नई ऊंचाइयों तक ले जाने की सामग्री हो सकती है। आदर्श रूप से, ब्लैक फॉस्फोरस उपरोक्त lower स्याही के साथ लेपित ट्रांजिस्टर के ऑपरेटिंग वोल्टेज को कम करेगा। ’इससे गर्मी कम होगी। उपयोग के दौरान उत्पादन किया जाता है, जिससे प्रोसेसर को बिना ज़्यादा गरम किए तेजी से देखा जा सकता है, एक प्रक्रिया जो बड़े पैमाने पर अधिक जोड़ने के पक्ष में रुकी हुई है कोर। यह चिप दक्षता को बढ़ावा देगा, और - सबसे महत्वपूर्ण - समग्र प्रसंस्करण शक्ति।

मूर का कानून अच्छी तरह से जारी रह सकता है 7nm आईबीएम चिप डबल्स प्रदर्शन, 2018 के माध्यम से मूर के कानून को साबित करता हैपारंपरिक सिलिकॉन कंप्यूटर चिप्स की प्रगति को रोकने के लिए कई मूलभूत भौतिक सीमाएँ परिवर्तित हो रही हैं। एक कट्टरपंथी नई सफलता सीमाओं को थोड़ा और बढ़ाने में मदद कर सकती है। अधिक पढ़ें योजनानुसार!

यह केवल ट्रांजिस्टर नहीं है जो ब्लैक फॉस्फोरस से लाभान्वित हो सकता है। इलेक्ट्रॉनिक्स के भीतर अन्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं: सौर पैनल, सौर सेल कुशल। सस्ते। बहुत बढ़िया। यहाँ क्यों है नया स्प्रे-ऑन सोलर सेल्स मैटरसौर ऊर्जा की लागत पर काम करने वाले वैज्ञानिकों की एक टीम के बाद तेजी से गिराने के लिए तैयार है यूनाइटेड किंगडम में शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय ने एक स्प्रे-ऑन का उपयोग करके सौर कोशिकाओं के विकास की घोषणा की प्रक्रिया। अधिक पढ़ें , बैटरी बैटरी टेक्नोलॉजीज जो दुनिया को बदलने के लिए जा रहे हैंबैटरी तकनीक अन्य प्रौद्योगिकियों की तुलना में अधिक धीरे-धीरे बढ़ रही है, और अब उद्योगों की संख्या में लंबी तम्बू पोल है। बैटरी तकनीक का भविष्य क्या होगा? अधिक पढ़ें , स्विच, सेंसर, और बहुत कुछ। लेकिन सबसे अधिक आश्चर्य सामग्री के रूप में, के साथ काम करना, शोध करना, और परमाणु स्तर की सामग्री को लागू करना क्वांटम कंप्यूटर: क्रिप्टोग्राफी का अंत?एक विचार के रूप में क्वांटम कंप्यूटिंग थोड़ी देर के लिए रही है - सैद्धांतिक संभावना मूल रूप से 1982 में पेश की गई थी। पिछले कुछ वर्षों में, क्षेत्र व्यावहारिकता के करीब रहा है। अधिक पढ़ें समय लगेगा, इसलिए उम्मीद मत करो एक Optoelectronic कंप्यूटर ऑप्टिकल और क्वांटम कंप्यूटर कैसे काम करते हैं?एक्सकैसल एज आ रहा है। क्या आप जानते हैं कि ऑप्टिकल और क्वांटम कंप्यूटर कैसे काम करते हैं, और क्या ये नई तकनीकें हमारा भविष्य बनेंगी? अधिक पढ़ें Minecraft खेल रहा है द (लेटकोमर) बिगिनर गाइड टू माइनक्राफ्टयदि आपको पार्टी में देरी हो रही है, तो चिंता न करें - इस व्यापक शुरुआत के मार्गदर्शक ने आपको कवर किया है। अधिक पढ़ें कभी भी जल्द ही।

क्या हमें उत्साहित होना चाहिए?

हां बिल्कुल। हम कंप्यूटिंग और ऑप्टिकल संचार दोनों के संभावित भविष्य के बारे में बात कर रहे हैं। हालांकि, हमें ब्लैक फॉस्फोरस प्रचार ट्रेन में खुशी और कूदना नहीं चाहिए, क्योंकि यह एक लंबी पुरानी यात्रा होगी, जिसमें कोई निश्चित समय नहीं होगा। काले फॉस्फोरस जैसी अद्भुत सामग्री, ग्राफीन की तरह, मोलिब्डेनम डिसुलफाइड की तरह भविष्य को बदलने के लिए सभी तैयार हैं। जैसा हम चाहते हैं वैसा जल्दी नहीं।

क्या आप भविष्य की सामग्री से उत्साहित हैं? या यह सब सिर्फ प्रचार का एक गुच्छा है? मुझे बताओ कि आप क्या सोचते हो!

छवि क्रेडिट: काला पाउडर फेबरलोक द्वारा शटरस्टॉक के माध्यम से, फास्फोरस अलॉट्रोप्स, काले फास्फोरस Ampoule, फास्फोरस संरचना, DWave चिप सभी विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से, फ़्लिकर के माध्यम से माइक्रोचिप