جستجو در تالارهای گفتگو

مهندسان دانشگاه یوتا وسیله‌ای را طراحی کرده و ساخته‌اند که می‌تواند پژوهشگران را به تولید تراشه‌های نوری-سیلیکونی نزدیکتر کند. چنین تراشه‌هایی میتوانند اطلاعات را با سرعت نور پردازش یا منتقل کنند. پرتوشکاف (Beam splitter) وسیله‌ای‌ است که پرتو نور را به دو کانال اطلاعات مجزا تقسیم می‌کند که هریک می‌توانند حاوی اطلاعات جداگانه‌ای باشند. راجش منون و همکارانش در بخش مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه یوتا می‌گویند کوچکترین پرتوشکاف را ساخته‌اند که ابعاد آن ۲.۴x۲.۴ میکرون، پنجاه برابر نازکتر از موی انسان است. پیش از این کوچکترین وسیله‌ مشابه ابعادی بیش از ۱۰۰x ۱۰۰ میکرون داشته است. پردازش نوری-سیلیکونی می‌تواند توان و سرعت پردازنده‌های کامپیوتری را میلیون‌ها برابر افزایش دهد. این فناوری می‌تواند باعث افزایش سرعت پردازش ابررایانه‌ها، سرورهای ذخیره اطلاعات، فناوری ضدتصادف در خودروها و هواپیماهای بدون سرنشین و نهایتا در کامپیوترهای خانگی شود. راجش منون دانشیار دانشکده‌ مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه یوتا می‌گوید: "نور سریعترین چیزیست که می‌تواند اطلاعات را انتقال دهد برای استفاده از این اطلاعات در کامپیوتر باید نور به الکترون تبدیل شود. همین عمل تبدیل باعث افت سرعت انتقال اطلاعات می‌شود. هدف این است که تمام کار با نور انجام شود." در شبکه‌ فیبرهای نوری، اطلاعات را فوتون‌های نور منتقل می‌کنند. اما پیش از آنکه جریان اطلاعات به کامپیوتر خانگی یا محل کار کاربر برسد، فوتون‌ها به الکترون‌ تبدیل می‌شوند تا برای مودم یا کامپیوتر قابل استفاده باشد. این محدودیت مانند قیف، سرعت رسیدن اطلاعات را کند می‌کند. اگر بتوان نور را بدون تبدیل به الکترون وارد تراشه‌های کامپیوتری کرد و همانجا پردازش کرد، سرعت پردازنده‌ها میلیون‌ها برابر سرعت فعلی خواهد شد. پرتوشکاف روی تراشه‌های (chip) کامپیوتری نصب می‌شود تا پرتوهای حاوی اطلاعات را به داخل تراشه هدایت کند. کاهش اندازه این وسیله‌ به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تعداد بیشتری از آن‌ها را روی یک تراشه قرار دهند. البته این پرتوشکاف یکی از چند وسیله‌ای خواهد بود که روی یک تراشه سیلیکونی نصب می‌شود تا امواج نور را در جهت‌های مختلف هدایت کند و هر چه اندازه آنها کوچکتر شود، امکان قرار دادن میلیون‌ها وسیله روی یک تراشه ایجاد خواهد شد. مزایای این وسیله‌ تنها به افزایش سرعت پردازش اطلاعات محدود نمی‌شود بلکه هزینه‌ تولید این محصول هم کم است. همچنین به این دلیل که انتقال اطلاعات به وسیله فوتون‌ها به جای الکترون‌ها انجام می‌شود، تلفن‌های هوشمند و تبلت‌هایی که با این فناوری ساخته شوند انرژی کمتری مصرف می‌کنند (بنابراین گرمای کمتری هم تولید می‌کنند) و عمر باطری بیشتری خواهند داشت. فعلا اولین ابررایانه‌های نوری-سیلیکونی که کمپانی‌های Intel و IBM تولید می‌کنند هنوز تا حدی الکترونیک هستند و کاملا نوری نشده‌اند. راجش منون معتقد است وسیله‌‌ای که او ساخته است تا سه سال آینده وارد ساختار اینگونه کامپیوتر‌ها خواهد شد. منبع:b.b.c

مقدار انرژی که در فرایند افزایش یک الکترون به یک اتم منفرد گازی شکل در حالت پایه مبادله می‌شود، اولین الکترون خواهی آن اتم می‌نامند (A(g) + e- → A-(g ارتباط الکترون خواهی با انرژی یونش الکترون خواهی یا آفینیته مربوط به فرآیندی است که در آن ، از اتم خنثی یک یون منفی (از طریق بدست آوردن الکترون) بوجود می‌آید. در حالیکه انرژی یونش مربوط به فرآیند تولید یک یون مثبت از اتم خنثی بسبب از دست دادن الکترون است. علامت قراردادی الکترون خواهی در فرآیند الکترون خواهی معمولا (ولی نه همیشه) انرژی آزاد می‌شود. اولین الکترون خواهی بیشتر عناصر ، علامت منفی دارد. بعنوان مثال ، الکترون خواهی فلوئور برابر است با 328Kj/mol- اولین الکترون خواهی و اما برای برخی عناصر مقدار آن مثبت است. مثلا برای نئون عبارت است از 29Kj/mol اولین الکترون خواهی. علامت مثبت برای الکترون خواهی نشانه آن است که برای تحمیل یک الکترون به اتم مربوط باید کار انجام شود، (یعنی سیستم انرژی جذب کند) تا اتم مورد نظر قادر به جذب الکترون اضافی شود. علت آزاد شدن انرژی یا جذب انرژی توسط اتم در الکترون خواهی الکترونی که به اتم خنثی نزدیک می‌شود، از سوی هسته مثبت اتم جذب می‌شود. اما از سوی الکترونهای منفی آن دفع می‌گردد. اگر جاذبه بیش از دافعه باشد، وقتی یون منفی بوجود می‌آید، انرژی آزاد می‌شود. برعکس اگر دافعه بیش از جاذبه باشد، برای تشکیل یون منفی باید به سیستم انرژی داده شود. تغییرات الکترون خواهی در یک تناوب از جدول تناوبی قاعدتا یک اتم کوچک باید تمایل بیشتری برای بدست آوردن الکترون از خود نشان دهد تا یک اتم بزرگ، زیرا الکترون افزوده شده به یک اتم کوچک ، بطور متوسط به هسته مثبت نزدیکتر خواهد بود. با توجه به اینکه شعاع اتمی عناصر از یک تناوب از چپ به راست کوچکتر و بار مثبت هسته در همان جهت افزایش می‌یابد، باید انتظار داشت که الکترون خواهی عناصر مربوط ، از چپ به راست در یک تناوب ، مقادیر منفی بیشتری نشان دهد. موارد استثنایی مواردی که عناصر از تعمیم بالا تبعیت نمی‌کنند، باید مورد توجه قرار گیرند. مثلا در دوره دوم مقدار الکترون خواهی بریلیوم (دارای پوسته فرعی 2s پر شده) ، نیتروژن (دارای پوسته فرعی 2p نیمه پر شده ) و نئون (با تمام پوسته‌های فرعی پر شده) از قاعده بالا پیروی نمی‌کنند. این عناصر ، آرایش الکترونی نسبتا پایدار دارند و به آسانی الکترون اضافی نمی‌پذیرند. موارد استثنایی همانند را می‌توان در مورد عناصر مشابه به دوره‌های دیگر نیز مشاهده کرد. در هر دوره ، بیشترین تمایل پذیرش الکترون (الکترون خواهی بزرگتر با علامت منفی) در عنصر عضو گروه VIIIA دیده می‌شود. آرایش الکترونی همه اینها از آرایش گاز نجیب یک الکترون کم دارد. تغییرات الکترون خواهی در یک گروه از جدول تناوبی در این مورد ، برای تمام گروهها ، نمی‌توان الگوی واحد پیدا کرد. در مورد عناصر گروه VIIIA الکترون خواهی فلوئور ظاهراً غیر عادی است.حجم اتم فلوئور از بقیه عناصر گروه کوچکتر است و می‌توان انتظار داشت که بر اثر جذب الکترون ، بیشترین انرژی را آزاد کند. اما در حالی‌که الکترون افزوده شده به اتم کوچک بشدت توسط هسته ، جذب می‌شود. به همان ترتیب نیز از سوی بقیه الکترونهای موجود در اتم بشدت دفع می‌شود. زیرا هرچه حجم کوچکتر باشد، چگالی بار الکترونهای والانس نیز بیشتر خواهد بود. اعتقاد بر این است که در اتم فلوئور این اثر دافعه اثر جاذبه قوی ناشی از کوچکی اتم را تا حدی خنثی می‌کند. دومین الکترون خواهی این فرآیند ، فرآیندی است که در آن یک الکترون به یک یون منفی افزوده می‌شود. برای نمونه در مورد اکسیژن برابر است با 845Kj/mol+ =دومین الکترون خواهی. از آنجا که یک یون منفی و یک الکترون یکدیگر را دفع می‌کنند، در فرآیند افزودن یک الکترون به یک یون منفی نه‌تنها انرژی آزاد نمی‌شود بلکه انجام فرآیند انرژی گیر است و دومین الکترون خواهی تمامی عناصر ، مقدار مثبت دارد. انرژی تبادل شده در فرآیند تولید یون انرژی تبادل شده در فرآیند تولید یونی که دو یا چند بار منفی دارد، حاصل جمع جبری تمام الکترون خواهی مربوط است. این حاصل جمع برای تمام یونهای دارای چند بار منفی همیشه مثبت و فرآیند انرژی گیر است. فرزین نجفی پور منبع: وبلاگ سرزمین شیمی