کد خبر: ۲۲۷۳۰
|
۲۰ آبان ۱۴۰۰ | ۱۳:۰۰

محافظت از قطعات الکترونیک در برابر تشعشعات خطرناک فضایی

نانولوله‌های کربنی می‌توانند به ادوات الکترونیکی کمک کنند تا در برابر تشعشعات مضر کیهانی در فضا مقاومت کنند.

به گزارش «نبض فناوری»، زمان و مسافت ماموریت‌های فضایی در حال حاضر به‌دلیل بهره‌وری انرژی و استحکام فناوری که آن‌ها را هدایت می‌کند، محدود شده است. به‌عنوان مثال، تشعشعات شدید در فضا می‌تواند به قطعات الکترونیکی آسیب برساند و باعث اختلال در داده‌ها شود یا حتی کامپیوترها را به‌طور کامل خراب کند. یکی از امکان‌ها، گنجاندن نانولوله‌های‌کربنی در قطعات الکترونیکی پرکاربرد، مانند ترانزیستورهای اثر میدانی است. انتظار می‌رود این لوله‌های با ضخامت یک اتم، ترانزیستورها را در مقایسه با نسخه‌های مبتنی بر سیلیکون کارآمدتر کنند. در اصل، اندازه فوق‌العاده کوچک نانولوله‌ها باید به کاهش اثرات تشعشعات در هنگام برخورد به تراشه‌های حافظه حاوی این مواد کمک کند. با این حال، تحمل تابش برای ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله کربنی به‌طور گسترده مورد مطالعه قرار نگرفته است. از این رو، پریتپال کانهایا، مکس شولاکر و همکارانش می‌خواستند ببینند آیا می‌توانند این نوع ترانزیستور اثر میدانی را برای مقاومت در برابر تشعشعات بالا مهندسی کنند و تراشه‌های حافظه را بر اساس این ترانزیستورها بسازند.

برای انجام این کار، محققان نانولوله‌های کربنی را بر روی یک ویفر سیلیکونی به‌عنوان لایه نیمه‌رسانا در ترانزیستورهای اثر میدانی قرار دادند. سپس، پیکربندی‌های مختلف ترانزیستور را با سطوح مختلف محافظ، متشکل از لایه‌های نازک اکسید هافنیوم و فلز تیتانیوم و پلاتین، در اطراف لایه نیمه‌رسانا آزمایش کردند.

به گفته محققان، این نتایج نشان می‌دهد که ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله‌های کربنی، به ویژه ترانزیستورهای دو محافظ، می‌توانند گزینه‌ای امیدوارکننده برای نسل بعدی قطعات الکترونیک برای اکتشاف در فضا باشند.

در نهایت، برای دستیابی به تعادل بین سادگی ساخت و استحکام تابش، این تیم تراشه‌های حافظه با دسترسی تصادفی استاتیک (SRAM) را با نسخه محافظ پایین ترانزیستورهای اثر میدانی ساختند. درست مانند آزمایش‌هایی که روی ترانزیستورها انجام شد، این تراشه‌های حافظه آستانه تشعشع اشعه ایکس مشابه دستگاه‌های SRAM مبتنی بر سیلیکون داشتند. این تیم دریافت که قرار دادن سپرها هم در بالا و هم در زیر نانولوله‌های کربنی، از خواص الکتریکی ترانزیستور در برابر تشعشعات ورودی تا ۱۰ Mrad محافظت می‌کند، سطحی که بسیار بالاتر از توانایی تحمل اکثر قطعات الکترونیکی است. هنگامی‌که یک سپر فقط در زیر نانولوله‌های کربنی قرار می‌گرفت، از آن‌ها تا ۲ Mrad محافظت می‌شد که قابل مقایسه با تجهیزات الکترونیکی تجاری متحمل به تشعشع مبتنی بر سیلیکون است.

ارسال نظرات
چهار انتصاب جدید با حکم عیسی زارع‌پور؛ سالاریه رئیس سازمان فضایی ایران شد