منشاء نویز 1/f کجاست؟

[Adel00 5,292]

منشاء نویز 1/fکجاست؟

 

اخیرا یک تیم تحقیقاتی موفق شده است که مکانیسم و منشاء نویز 1/f را پیدا کند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نویز 1/f که به آن نویز صورتی یا نویز چشمک‌زن نیز گفته می‌شود، به فرآیند نوسانات فرکانسی گفته می‌شود که در سیستم‌های فیزیکی، زیستی و حتی اقتصادی دیده می‌شود.

 

این نوسانات در جریان‌های الکتریکی نیز دیده می‌شود که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. نویز 1/f اولین بار در لوله خلأ در سال 1925 کشف و سپس در بسیاری از ادوات و مواد الکتریکی رؤیت شد.

اهمیت این نویز در ادوات مخابراتی و الکترنیکی به حدی بود که تحقیقات دامنه‌داری برای کنترل این نوسانات و یافتن مکانسیم آن آغاز شد. اخیرا محققان راز منشاء این نویز را یافته‌اند.

 

با توجه به تلاش‌هایی که در این‌باره صورت گرفته، هنوز منشاء این نوسانات برای دانشمندان به‌ صورت رازی باقی مانده است. یکی از سوالات مهم در این حوزه این است که آیا

نویز 1/f در سطح سیم‌های الکتریکی ایجاد می‌شود یا درون آنها؟ به سختی می‌توان موضوعی را یافت که سال‌ها دانشمندان روی آن بحث کنند، اما تقریبا هیچ پاسخی برای آن پیدا نشده باشد، اما این پرسش که منشاء نویز در سطح است یا عمق، هنوز لاینحل باقی مانده است.

 

اخیرا یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کالیفرنیا، موسسه پلی‌تکنیک رنسلر و موسسه فنی فیزیکی لوفی از آکادمی علوم روسیه موفق شدند که مکانیسم و منشاء این نوسانات را پیدا کنند. برای این کار آنها از گرافن استفاده کردند.

این گروه، نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان "1/f Noise in Graphene Multilayers: Surface vs. Volume" در نشریه "Applied Physics Letters" به چاپ رسانده‌اند.

 

"بالاندین" از محققان این پروژه می‌گوید: برخلاف فلزات و نیمه‌هادی‌ها، ضخامت گرافن را می‌توان به‌ دلخواه تغییر داد، به‌ طوری که می‌توان ضخامت این ماده را تا یک لایه اتمی کاهش داد. بنابراین فیلم‌های چندلایه‌ای گرافنی به ما اجازه می‌دهد تا مستقیما منشاء نویز1/f را پیدا کنیم.

پیش از این امکان یافتن منشاء این نویز وجود نداشته است، دلیل این امر آن است که نمی‌توان رشته سیم فلزی یا نیمه‌هادی ساخت که ضخامت آن کاملا یکنواخت و از 8 نانومتر کمتر باشد.

 

نتایج یافته‌های محققان این پروژه نشان داد اگر ضخامت فیلم از هفت لایه اتمی بیشتر باشد، منشاء نویز حجم سیم است و اگر ضخامت سیم از این مقدار کمتر باشد، منشاء سطح سیم خواهد بود. محققان در ابتدا قصد داشتند که رابطه میان ضخامت و نویز 1/f را پیدا کنند، اما در نهایت موفق به کشف یک راز قدیمی شدند.