| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2003 m. Nr. 2 turinys

· MPLS technologija
· Žinutės
· Senieji telefono tinklai pradeda naują savo gyvenimą
· Pavergti laisvosios prekybos

Nanotechnologija
· Nanovamzdelių invazija
· Žinutės
· Ar nanotechnologija saugi

Mobilusis ryšys
· HiperLAN2: plačiajuostis bevielis ryšys 5 GHz dažniu
· Žinutės

Internetas
· Kompiuterio apsaugos menas
· Žinutės
· Saugesnė vieta susitikti

Optinis ryšys
· Optinis pincetas
· Žinutės
· Fotoniniai grandynai lenkia skaidulines sistemas
· Polimeras spartina optinių skaidulinių linijų moduliatorių
· Naujas šviesus pasaulis
· Šviesos alchemija
· Optinės fotoninių kristalų skaidulos
· Išplėsti šviesos pluošteliai patikimiau perduoda signalus

Elektronika
· Kliūtys saulės energetikos kelyje
· Žinutės
· Ateities kompiuterių liekamosios atmintinės
· Skaitmeniniai vandens ženklai saugo elektroninius duomenis
· Ne tokie jau prasti telefonai
· Terabitų talpos standžiojo disko kaupiklis
· Šalin mikroprocesorius?
· Sparčiųjų lustų izoliaciniai sluoksniai
· Analoginės technologijos renesansas
· Elektroninės bombos Irake

Elektronika > Žinutės

| Magnetiniai puslaidininkiai siekia aukštesnių temperatūrų | 20 proc. efektyvumo saulės elementas | Nusikaltėliai su rašaliniais spausdintuvais | Ar tai jau ir bus pats karščiausias superlaidininkas? | DSP įveikė 1GHz ribą | SARS paveikė ir elektronikos pramonę | Lustas smegeninei |

Magnetiniai puslaidininkiai siekia aukštesnių temperatūrų

   Daugelis elektroninių žaisliukų veikia dėl to, kad juose vienaip ar kitaip juda elektros krūviai. Nauja spintronikos technologija naudos ne tik elektronų krūvį, bet ir jų sukinį. Sukinys yra tampriai susijęs su magnetiniais reiškiniais, o pirmieji spintronikos prietaisai yra kompiuterinių diskų nuskaitymo galvutės ir magnetinės atsitiktinės kreipties atmintinės MRAM (Magnetic Random Access Memory); pastarosios nepraranda jose įrašytų duomenų net ir tada, kai išjungiama maitinimo įtampa. Tačiau spintroniniai kompiuterių lustai bei kiti sudėtingesni įtaisai dar nėra sukurti - skirtingai nei MRAM jiems gali prireikti magnetinių puslaidininkių, o dabar žinomi puslaidininkiai kambario temperatūrų diapazone nėra magnetiniai. Kelios mokslininkų grupės pastaruoju metu šioje srityje pasiekė ženklių rezultatų.

   Vienas dažniausiai tiriamų magnetinių puslaidininkių yra manganu legiruotas galio arsenidas. 1998 m. Tohuku universiteto (Japonija) mokslininkų grupė, vadovaujama Hideo Ohno, parodė, kad ši medžiaga gali išlikti feromagnetine iki 110 K temperatūros (-163 oC). (Feromagnetinės medžiagos lieka įmagnetintos ir išjungus magnetinį lauką). Iš tos medžiagos buvo pagaminti spintroniniai šviesos diodai, kurie skysto azoto temperatūroje spinduliavo šviesą. Pastarosios poliarizacija atitiko elektronų ir skylių sukinių poliarizacijas.

   2002 m. pabaigoje Masaaki Tanaka ir jo bendradarbiai iš Tokijo universiteto atrado, kad palyginti nesudėtingas manganu legiruoto GaAs atkaitinimo procesas padidina jo maksimalią darbo temperatūrą (vadinamą Curie temperatūra) net iki 172 Kelvinų. Tai vis tebėra mažesnė už kambario temperatūrą, bet rezultatas teikė nemažai vilčių.

   Tokijo grupės pagamintoji medžiaga yra heterodarinys: ją sudaro keletas kruopščiai vienas po kito molekulinių pluoštelių epitaksijos būdu užaugintų sluoksnių. Manganu legiruotas sluoksnis tėra trijų atominių sluoksnių storio; jis yra įspraustas tarp dviejų nelegiruoto galio arsenido sluoksnių, o jie visi užauginti ant beriliu legiruotos medžiagos sluoksnio. Kiek vėliau kelių institutų mokslininkams pavyko pakelti Curie temperatūrą beveik tiek pat (iki 150 K) atkaitinant Mn legiruotą GaAs, neturintį jokių heterodarinių.

   Dar aukštesnes Curie temperatūras stebėjo Arthur F. Hebard ir jo kolegos iš Floridos universiteto (JAV). Jo grupė naudojo anglimi legiruotą galio fosfidą, kuris buvo bombarduojamas didelės energijos mangano jonais. Magnetinės savybės šiuo atveju išlikdavo ir ties 300 K - tai yra, kambario temperatūroje. Bet tam, kad šį rezultatą būtų galima panaudoti kuriant prietaisus, derėtų jį atkartoti ir tvarkingiau užaugintoje medžiagoje, pavyzdžiui, naudojant tokį gerai valdomą procesą, kaip molekulinių pluoštelių epitaksija. Hebard atkreipia dėmesį į tai, kad galio fosfidas gerai tinka derinant jo darinius su siliciu, nes abiejų medžiagų kristaluose atstumai tarp atomų yra beveik vienodi. Gali būti, kad panašų aukštatemperatūrio feromagnetizmo reiškinį galima aptikti ir indžio bei aliuminio lydiniuose su GaP, iš kurių yra gaminami šviesos diodai.

   Yra duomenų ir apie puslaidininkius su dar aukštesnėmis Curie temperatūromis. Pavyzdžiui, 2002 m. pradžioje Japonijos mokslinio instituto Ishikawa mieste grupė, vadovaujama Hidenobu Hori, pranešė apie Curie temperatūrą, lygią 940 Kelvinų. Grupė tyrė galio nitridą, kuris irgi buvo legiruotas manganu auginant molekulinių pluoštelių epitaksijos būdu. Tačiau norint patvirtinti, kad feromagnetizmas pasireiškia ir tokioje aukštoje temperatūroje, teks atlikti nemažai papildomų tyrimų.

Į viršų


20 proc. efektyvumo saulės elementas

   Saulės elementų gamintoja, amerikiečių kompanija SunPower Corporation sukūrė neįprastai efektyvius fotovoltinius saulės elementus. Jie, žymimi A-300 pavadinimu, turi ypatingos konstrukcijos kontaktus, maksimaliai padidinančius elemento darbinį plotą ir palengvinančius jų gamybos automatizavimą. Saulės elementų efektyvumas viršija 20 proc. Tai kur kas geriau negu dabar parduodami prietaisai, kurių šviesos energijos vertimo elektra efektyvumai yra 12-15 proc.

   A-300 yra gaminami iš monokristalinio silicio plokštelių, kurių skersmuo yra 125 cm. Vienas elementas apšviestas generuoja 3 W galią, o 3 kW galios jėgainei pakanka tokiais elementais padengti mažesnį nei 17 m2 plotą.

   SunPower dalininkas yra kompanija Cypress Semiconductors, kuri bendradarbiauja tobulinant technologiją ir pradedant elementų masinę gamybą. A-300 gamybos linija yra netoli Cypress fabriko, Round Rocko mieste, Teksaso valstijoje. Greta Cypress filialo Filipinuose SunPower tikisi įkurdinti ir savo naująją gamyklą.

   A-300 priekinėje, saulės apšviečiamoje dalyje nėra jokių kontaktų - visi kontaktai yra plokštelių užpakalyje, todėl šviesos panaudojimas yra maksimalus. Antrame 2003 m. pusmetyje A-300 jau bus galima pirkti nedideliais kiekiais, o masinė gamyba prasidės kitais metais.

Į viršų


Nusikaltėliai su rašaliniais spausdintuvais

   Nuožmi rašalinių spausdintuvų gamintojų konkurencija lėmė, kad spalviniai skaitmeniniai spausdintuvai tiek atpigo, o jų spausdinimo kokybė tokia gera, jog su maždaug 150 dolerių kainuojančiu prietaisu galima pasigaminti padirbtų banknotų, kuriuos blyškioje šviesoje nesunku palaikyti tikrais.

   Aliarmą paskelbė De La Rue, visame pasaulyje garsi, dokumentus ir banknotus spausdinanti kompanija. Kompanija pakrikštijo naujos kartos pinigų padirbinėtojus, naudojančius labai pigius didelės skyros rašalinius spausdintuvus, "digifeiters" arba "skaitmeniniais padirbinėtojais".

   Paskelbusi savo pareiškimą, De La Rue sudrumstė tradicinę tylą, paprastai gaubiančią panašias saugos problemas. Kompanijos atstovas spaudai pareiškė: "Tai yra labai svarbus klausimas, todėl pamanėme, kad pats laikas pareikšti savo nuomonę ir paskatinti žmones susirūpinti šia problema."

   De La Rue perspėja bankus ir vyriausybes: "Kol kas problemai spęsti yra skiriama labai nedaug dėmesio, nors viso pasaulio šalių centriniai bankai jau susiduria su vis gausėjančiu naudojant spalvinius spausdintuvus padirbtų pinigų kiekiu."

   Spalviniai kopijavimo aparatai, veikiantys kserografijos principu ir naudojantys daug būgnų bei įvairiaspalvius dažus, parduodami jau 25 metus. Bet jie kainuoja dešimtis tūkstančių dolerių, o nuo devintojo dešimtmečio vidurio jų gamintojai savanoriškai įdiegė visuose aparatuose programas, aptinkančias piniguose esančias saugos žymes ir nebeleidžiančias jų kopijuoti.

   Šiuolaikinius rašalinius spausdintuvus galima įsigyti "pigiau grybo", spausdintuvą galima gauti veltui perkant asmeninį kompiuterį. Canon, Epson, Hewlett-Packard ir Lexmark dabar gamina universalius įrenginius, kuriuose suderintos spausdintuvo, kopijavimo aparato, skenerio ir fakso funkcijos. Jų skyra yra labai didelė: mažiausiai 4800 taškų colyje. Kiekvienas gali jais nukopijuoti beveik viską.

   Šie pigūs įrenginiai radikaliai pakeitė pinigų ir dokumentų padirbinėjimo pagrindus. De La Rue, kartu su kompiuterių firma Software 2000 kuria specialią apsaugos sistemą, kuri sudarys galimybę spausdintuvo valdymo programai atpažinti duomenų kombinacijas, žyminčias daugelio šalių banknotus. Tačiau spausdintuvų gamintojai neskuba diegti šią technologiją. De La Rue spėja, jog jie baiminasi, kad nenukentėtų spausdintuvų darbo kokybė, nes šie gali "atsisakyti" spausdinti ne tik pinigus, bet ir kitus piešinius su labai smulkiomis detalėmis.

Į viršų


Ar tai jau ir bus pats karščiausias superlaidininkas?

   Gandai apie superlaidininką, kuris veikia kambario temperatūroje, sklido jau kelis mėnesius. Dabar Pietų Afrikos fizikas Johanas Prinsas galiausiai paskelbė savo rezultatus recenzuojamame moksliniame žurnale - tai toks pasiekimas, kokio aukštatemperatūrio superlaidumo tyrimo sritis iki šiol nėra mačiusi.

   Superlaidininkais elektros srovė teka be jokios varžos, todėl jame nėra jokių šilumos nuostolių. Todėl galima galvoti apie itin efektyvius elektronikos prietaisus ir elektros perdavimo linijas. Bet pirmieji superlaidininkai, kurie buvo aptikti, veikė tik absoliučiam nuliui artimose temperatūrose. Devintojo dešimtmečio pabaigoje atradus palyginti aukštose temperatūrose veikiančius superlaidžius oksidus pradėta tikėti, kad gali pavykti pagaminti ir kambario temperatūroje superlaidžias medžiagas. Bet sumažėjo pranešimų apie tokius atradimus ir daugelis mokslininkų ėmė į tai žiūrėti labai skeptiškai. "Šilčiausi" iš patvirtintų superlaidininkų gali veikti ne aukštesnėse kaip 150 K temperatūrose.

   Ar Prinsui, puslaidininkių specialistui pavyko pasiekti šį svarbų tikslą? Jo aprašomas efektas yra gana kontraversiškas, nors ir labai įdomus, nes jis pasireiškia vakuume, prie pat paviršiaus. Visi iki tol žinomi superlaidininkai buvo kietakūniai.

   Savo bandymuose Prinsas naudojo sintetinio deimanto sluoksnį, kurį legiravo deguonies atomais. Prijungęs įtampą prie netoli paviršiaus esančio auksu padengto zondo, jis sugebėjo iš deimanto ištraukti elektronus į vakuumą ir taip uždarė elektros grandinę. Jis tvirtina, jog šis elektronų sluoksnis yra superlaidus.

   Prinsas visiškai nenorėjo sukurti superlaidininką.Tiesą sakant, jis bandė atrasti medžiagą, kuri emituoja elektronus ir būdama šalta, kad galėtų panaudoti ją televizijos ekranuose ar panašiuose vakuuminiuose prietaisuose. Jis norėjo perkelti elektronus į energetines būsenas, iš kurių jie sugebėtų lengvai pereiti iš deimanto į vakuumą, bet ne priešinga kryptimi. Tačiau kai jis prijungė prie zondo teigiamą įtampą, elektronai pradėjo "elgtis" visai nelauktai. Didinant įtampą, elektronų debesėlio tankis nuolat augo, bet srovė liko praktiškai lygi nuliui. Bet, kai įtampa pasiekdavo tam tikrą krizinę ribą, srovė staiga išaugdavo, po to stabilizuodavosi, o įtampa krisdavo iki nulio.

   "Kai aš tą pamačiau, buvau labai nusivylęs. Aš to visai nenorėjau", - sako Prinsas. Bet, išanalizavęs rezultatus, jis mano supratęs, kas vyksta. "Toje srityje elektronai sudaro superlaidininką, kitaip nebegalios antrasis termodinamikos dėsnis", - tvirtina fizikas. Jis mano, kad pasiekus tam tikrą elektronų tankį jie pradeda poruotis, panašiai kaip kituose superlaidininkuose. Prinso rezultatai buvo paskelbti specialiame žurnalo "Semiconductor Science and Technology" numeryje.

   Darbas yra prieštaringas, todėl daugelis superlaidumo tyrinėtojų išsisukinėja, kai prašoma jį pakomentuoti. Jie mano, kad vakuume elektronai negali sudaryti porų - paprastai tą padaryti padeda teigiamai įkrauti atomų branduoliai, esantys kietajame kūne. Bet Prinsas mano, kad ortodoksiškoji porš susidarymo teorija nebeveikia, kai temperatūra viršija 33 Kelvinus.

   Jei Prinsas yra teisus, jo atradimas vargu ar padarys tą perversmą, kurio laukiama iš superlaidumo. Elektronų sluoksnio storis tėra 30-120 mikronų - per mažas kabeliams, bet per didelis tradiciniams elektronikos komponentams. Tačiau šis efektas leistų pagaminti sparčius elektronikos prietaisus ir vėl atgaivintų vakuuminę elektroniką.

   Visą tai būtų galima patikrinti išsiaiškinus ar medžiaga išstumia magnetinį lauką. Prinsui, kuris paliko Pretorijos universitetą ir dabar gyvena iš pensijos, trūksta 100 000 dolerių reikalingai aparatūrai, tad jis pasiūlė savo bandinius tiems, kurie sutiks pratęsti bandymus. Iki šiol norinčių neatsirado.

Į viršų


DSP įveikė 1 GHz ribą

   Texas Instruments pristatė savąją skaitmeninių signalų procesorių (DSP - digital Signal Processor) šeimą C64 1999 m. ir tuomet tvirtino, kad šie procesoriai netrukus dirbs didesniu už 1 GHz dažniu. Bet paaiškėjo, kad tai lengviau pasakyti nei padaryti.

   Asmeniniai kompiuteriai pripratino mus prie didelių takto dažnių. Pentium procesoriai įveikia ir 2, ir 3 GHz, o greitai jų dažnis pasieks 4 GHz. Bet DSP konstrukcija yra gerokai sudėtingesnė, todėl jau 1 GHz procesorius galima pagaminti tiktai pasitelkus 90 nm procesus. Būtent tai ir padarė Texas Instruments, kurios grandynai, pagaminti naudojant 90 nm pločio technologiją, bus pradėti gaminti kitų metų pradžioje.

   DSP nuo įprastinių procesorių skiriasi ne vien mažesne sparta. 1 GHz dažnio C-64 procesorius sunaudoja vos 2 W galią! Tokie kuklūs poreikiai žada gausius ir įvairius taikymus, ypač telekomunikacijose. Galimos taikymų sritys skaitmeninis vaizdo ir video signalų apdorojimas, bazinės stotys, antenų gardelių valdymas, telekomo ir IP telefonijos komutatoriai.

Į viršų


SARS paveikė ir elektronikos pramonę

   Mirtinoji liga SARS gali sukelti rimtų pasekmių visai elektronikos pramonei, kuri dabar vis labiau priklauso nuo komponentų ir sistemų, pagamintų Kinijoje ar Pietų Korėjoje, tiekimo. Pavyzdžiui, Honkongo specialistai tvirtina, kad SARS virusas sukels netgi daugiau sunkumų kaip 1997 m. Azijos krizė, sprogęs informacinių technologijų muilo burbulas, 2001 metų rugsėjo 11-oji ar Irako karas.

   Šios pesimistiškos prognozės remiasi tuo faktu, kad dabar niekas neberizikuoja keliauti į Aziją ar Ramiojo vandenyno regioną. Buvo atšaukta daug svarbių susitikimų. Sony atšaukė savo potencialių pirkėjų konferenciją, o balandžio mėnesį nebus anksčiau skelbto Intel Developer Forum.

   Visiems gerai žinoma, kad daug elektronikos gamintojų vien dėl finansinių paskatų perkėlė didelę savo konstruktorinių darbų ir gamybos dalį iš Japonijos, Korėjos ar Taivanio į Kiniją. Pavyzdžiui, Sony prieš kurį laiką pranešė, kad visos Play Station nuo šiol bus gaminamos Kinijoje. Patys kinai stato aštuonias naujas puslaidininkinių prietaisų gamyklas, teiksiančias komponentus Infineon, Oki, Philips ir NEC.

   Kitos kompanijos sudarė didelius kontraktus dėl įvairių taikymų kūrimo su šio regiono inžinieriais. Iš ten taip pat atvažiuodavo daug inžinierių, dirbusių tokių firmų kaip Cirrus Logic ar National Semiconductor konstravimo biuruose. Dabar daugeliui firmų bus laikas pateikti rinkai naujus gaminius. Inžinieriai iš Azijos nėra Vakaruose itin laukiami dėl infekcijos pavojaus, pakeisti nėra kam.

   Kinai, kurie pradžioje ignoravo SARS, vėliau apsigalvojo. Dabar jie tvirtina, kad viskas yra kontroliuojama, bet tuo pasaulyje niekas netiki. Honkonge, kuris yra viso šio regiono didžiausio tranzito taškas, į karantiną uždaryta virš 1000 žmonių ir neveikia visos mokyklos. Taip pat pasielgė ir Singapūras, kur, pavyzdžiui, Motorola buvo priversta laikinai uždaryti telefonų gamyklą. Tūkstančiai šios gamyklos darbuotojų pateko į SARS karantiną.

   Kadangi Kinija ir yra svarbus elektronikos rinkos veikėjas, viskas, kas vyksta šioje šalyje, daro didelę įtaką visam regionui. Kai kurie ekspertai mano, kad dabar gamintojai pradės perkelti savo užsakymus į kitas šalis, bet toks procesas turėtų užtrukti ne mažiau kaip dvejus metus. Per tą laiką gali sužlugti visa puslaidininkių ir elektronikos pramonė.

Į viršų


Lustas smegeninei

   Sukurta mikroschema, stimuliuojanti neuronus ne elektriniais impulsais, o naudodama chemines medžiagas. Šis lustas gali atverti kelią implantams, kurie sąveikaus su mūsų nervų sistema kur kas subtiliau nei įmanoma šiandien.

   Elektriniai impulsai perduodami išilgai neuronų, tačiau šios ląstelės bendrauja tarpusavyje paskleisdamos chemines "žinutes". Šie chemikalai yra išskiriami vienoje jungties tarp ląstelių, arba sinapsės, pusėje, po to juos pagauna kito neurono receptoriai, įjungiantys kitą elektrinį impulsą. Kadangi sinapsių skersmuo yra vos apie 50 nm, kiekviename chemikalų pakete bus tik keli tūkstančiai molekulių, taigi, dirbtinės sinapsės sukūrimas yra labai sudėtinga problema. Bet Mark Peterman ir Harvey Fishman iš Stanfordo universiteto labai priartėjo prie šios problemos sprendimo. Centimetro dydžio luste iš silicio jie sugebėjo pagaminti keturias "dirbtines sinapses".

Dirbtinis dirgiklis.

   Iš pirmo žvilgsnio šios dirbtinės sinapsės - tik skylės silicyje. Tačiau kiekviena skylė veda į vamzdelį, kuris yra išėsdintas kitą lusto pusę dengiančiame plastiko sluoksnyje ir abiejuose galuose prijungtas prie neuronų signalus perduodančios cheminės medžiagos rezervuarų. Prijungus elektrinį lauką, ši medžiaga pumpuojama vamzdeliu ir nedidelis jos kiekis prasiskverbia pro skylę, sužadindamas netoliese esančias ląsteles. 5000 nm pločio dirbtinės sinapsės pagal matmenis yra artimesnės ne realiai sinapsei, bet visai ląstelei, bet, nežiūrint to, mokslininkams pavyko savo prietaisą suderinti tiek, kad jis stimuliuoja tik vieną iš paviršiuje esančių ląstelių.

Nervai reaguoja į cheminius dirgiklius.

   Šio tyrimo tikslas yra neuronų protezo - implantuoto prietaiso, sąveikaujančio su mūsų nervų sistema - sukūrimas. Jau dabar yra prietaisų, naudojančių elektrinius impulsus, tačiau jie be atrankos stimuliuoja visas nervų ląsteles. Tuo tarpu chemikalai kiekvieną ląstelę veikia labai specifiškai. Pavyzdžiui, tinklainės ląstelių naudojami neurotransmiteriai vienas ląsteles įjungia, o kitas išjungia. Tai reiškia, kad tokias medžiagas naudojantys prietaisai galės su ląstelėmis sąveikauti kur kas subtiliau ir tiksliau.

Į viršų


El. p.: info@elektronika.lt