quinta-feira, 23 de outubro de 2014

Com novo chip que pode esfriar a -228 graus ira consumir 10 vezes menos de energia

Pesquisadores da UT Arlington criaram o primeiro dispositivo eletrônico que pode esfriar elétrons a -228 graus Celsius (-375F), sem qualquer tipo de refrigeração externa. O chip si permanece à temperatura ambiente, enquanto que um poço quântico dentro do dispositivo arrefece os electrões deslocamento temperaturas criogénicas. Por que isso é excitante? Porque excitação térmica (calor) é de longe o maior problema quando se trata de criar tanto de alta performance e ultra-low-power computadores. Estes, quantum bem refrigerado elétrons criogênicos poderia permitir a criação de dispositivos eletrônicos que consomem 10 vezes menos energia do que os dispositivos atuais, de acordo com os pesquisadores.

O que, você pode perguntar, é um poço quântico? Em essência, um poço quântico é uma lacuna muito estreita entre dois materiais semicondutores. Elétrons são felizes saltando ao longo da peça de semicondutor quando batem a diferença (o bem). Somente os elétrons que têm características muito específicas podem cruzar a fronteira. Neste caso, apenas os elétrons com energia muito baixo (ou seja, os elétrons frios) estão autorizados a passar, enquanto os elétrons quentes são enviados de volta de onde eles vieram. (Se você está tecnicamente minded, o bem é criado por imprensando um semicondutor narrow-bandgap entre dois semicondutores com uma ampla bandgap  - é basicamente o equivalente quântico do pescoço entre as duas lâmpadas de uma ampulheta).

Uma vez que você tem um fluxo de elétrons frio vindo através do poço quântico, você pode alinhavar outros componentes no circuito - como transistores. Neste caso, para provar que o seu bem quantum foi realmente produzindo elétrons frios, os pesquisadores UT Arlington criou alguns transistores de elétron único (Sets) - transistores muito eficientes, que são muito sensíveis à excitação térmica e, portanto, geralmente têm que ser criogenicamente resfriado com líquido hélio. Apesar de estar à temperatura ambiente, os conjuntos funcionou muito bem - tudo graças aos 45 Kelvin (-228C) elétrons. O chip retratado na parte superior da história, criado pelos pesquisadores da UTA, contém um monte de poços quânticos e conjuntos.

Seguindo em frente, torna-se agora uma questão de integração destes poços quânticos com dispositivos eletrônicos reais. "Quando implementado em transistores, estes resultados da investigação pode, potencialmente, reduzir o consumo de energia de dispositivos eletrônicos por mais de 10 vezes em comparação com a tecnologia atual", diz  Usha Varshney da National Science Foundation, que financiou a pesquisa de UTA. Porque todas as facetas da computação está interligado pelas leis da física, uma redução de 10 vezes no consumo de energia pode afetar quase tudo - de vida útil da bateria, o tamanho do dispositivo e de peso, para o desempenho máximo. [Pesquisa papel:  doi: 10.1038 / ncomms5745 - "Energy-filtrada de transporte de elétrons fria à temperatura ambiente"]




Os pesquisadores também observam que uma investigação mais aprofundada em poço quântico construção  pode resultar em um fluxo de elétrons com temperatura de zero (ou seja, de zero kelvin). Como já discutimos antes, coisas estranhas e maravilhosas podem acontecer quando você começa para baixo em direção ao zero absoluto - não menos do que a construção de alguns computadores maravilhosamente poderosos e energeticamente eficientes.

Fonte : http://www.extremetech.com/extreme/189999-on-chip-quantum-wells-create-cryogenic-electrons-computers-that-consume-10x-less-power

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