Table of Contents[Veşartin][Rêdan]
Materyal jiyana elektronîk a hevdem in, ne tenê çarçove.
Guhertina herî hêsan a materyalê dikare şoreşê bike ka kelûpelên me îro çawa dixebitin, ji têlefonên desta ku em bêyî wan nikarin bijîn bigire heya teknolojiya bijîjkî ya pêşkeftî ya ku her roj jiyanan xilas dike.
Deqeyek bavêjin ku hûn cûrbecûr cîhaz û makîneyên nûjen bifikirin. Superconductor û semiconductors du stêrên ku di navenda van pêşveçûnan de ne.
Superconductor lehengên nenas in di sepanên pêşkeftî de ji ber kapasîteya wan a nepenî ku bêyî berxwedanê elektrîkê hildigirin.
Superconductor nûbûnên ku berê nediyar xuya dibûn, wekî cîhazên wênekêşiya rezonansê magnetîkî (MRI) ku ji bijîşkan re dîmenek di laşê mirovan de peyda dike û trênên Maglev-ê yên pêşkeftî yên ku xuya dikin ku bi lez û bezên ecêb 'difirin' dikin.
Ji hêla din ve, nîvconductors - mejî û laşê amûrên me yên elektronîkî yên hêja - awayê dîtina me ya cîhanê bi bingehîn guhezandiye. Tewra ew dikarin di panelên tavê yên ku dikarin elektrîkê ji mala we re peyda bikin, di komputera ku hûn belkî vê yekê li ser dixwînin û saeta desta ya ku hûn li xwe dikin de werin dîtin.
Ji meraqek tenê zanistî heya ku bingeha me ye temenê dîjîtal, van materyalan veguherînek derbas kirin.
Superconductor û semiconductors her du jî di şêwazên jiyanê yên pêşkeftî yên teknolojîk de beşên girîng dilîzin, lê dîsa jî ew di awayên xebitandinê û sepanên îdeal de ji hev cihê dibin.
Armanca vê blogê ew e ku bi vekolîna cûdahiyên wan, hevsengiyan, û serîlêdanên cihêreng ên ku her yek serdest e, li ser van her du behremotên teknolojîk rabike.
Fêmkirina Superconductor
Werin em keşfa xwe bi vekolîna cîhana superconductors dest pê bikin. Digel taybetmendiyên ku pir caran sînorên tiştê ku em difikirîn dişoxilînin, ev materyal di qonaxa zanistî de di nav lîstikvanên herî ecêb de ne.
Aliyê herî balkêş ê superconductor çi ye? kapasîteya ku elektrîkê bêyî ku bi berxwedanê re rûbirû bibe. Erê, we rast xwend - berxwedanek ZERO heye.
Ev taybetmendî li dijî gewherê tiştê ku em ji rêgirên kevneşopî hêvî dikin, ku berxwedan û windakirina enerjiyê beşên xwerû yên pêvajoya rêvekirinê ne, derdikeve.
Lêbelê, superconductor çawa dikare vê yekê pêk bîne? Em di cîhana fîzîka quantumê de dikevin da ku vê yekê fam bikin.
Ew hemî li dora afirandina "cooper cooper" -cotên elektronên bi taybetmendiyên dijber--yên ku di nav avahiya batê ya materyalek superconductor de bêyî belav kirin an windakirina enerjiyê derbas dibin.
Vê diyardeya berxwedana elektrîkê ya sifir gengaz dike ku bêyî windahiyên hêzê yên ku bandorê li pergalên me yên heyî dike, enerjiyê bi bandor veguhezîne.
Bandora Meissner
Berxwedana sifir tenê yek ji taybetmendiyên balkêş ên superconductor ye. Bandora Meissner, ku dibe sedem ku superconductor zeviyên magnetîkî red bike, taybetmendiyek din a cihêreng e.
Zeviyên magnetîkî yên ku di materyalê de hene, gava ku ew superconductor dibe, ji nişka ve winda dibin; ev diyarde wekî "diamagnetîzma bêkêmasî" tê zanîn.
Encam? Dikare magnetek were çêkirin da ku li jorê superconductor bihêle, delîlên dîtbar ên balkêş ên bandora mezin a Meissner Effect.
Tîpa I û Tîpa II Superconductors
Yek celebek superconductor tune ku bi hemî serlêdanan re têkildar be. Ew di celebên Tîpa I û Tîpa II de hene.
Metalên safî an jî metalloîdên ku di germahiyên pir nizm de derbasî rewşa xweya supergihandinê dibin superconduktorên Tîpa I ne.
Rewşên wan ên normal û superconductor bi zelalî ji hev têne veqetandin, digel ku ya paşîn tenê di binê germahiyek bendek taybetî û qada magnetîkî de çalak dibe.
Berevajî vê, superconductorên Tîpa II bi gelemperî ji seramîkên tevlihev an alloyên metal têne çêkirin.
Ew ji hev cûda dibin ku ew dikarin superconductivity di germahiyên krîtîk û qadên magnetîkî yên mezintir de biparêzin, ku ev rêjeyek karanîna pratîkî ya gengaz zêde dike.
Nemaze, superconductorên Tîpa II di heman demê de rewşek tevlihev nîşan didin, ku tê de deverên superconductor û normal dikarin bi hev re bijîn.
Fêmkirina Semiconductor
Em niha ji cîhana bi rastî ecêb a superconductors diçin cîhana nîvconductors.
Semiconductor hespên xebatê yên bêdeng in ku serdema meya dîjîtal a hevdem dişopînin, di heman demê de ne wekî hevpîşeyên xwe yên superconduktor ji hêla dîtbarî ve balkêş in.
Taybetmendiya diyarker a semiconductors çi ye? Pêdivî ye ku ew xwedan kapasîteya ku berxwedana guhezbar a li hember elektrîkê nîşan bidin da ku di cîhazên elektronîkî de werin bikar anîn.
Berevajî superconductors, ku bi tevahî berxwedanê ji holê radike, nîvconductor dikarin li gorî rewşê di navbera guheztin û însulatoran de veguherînin.
Ew li gorî şert û mercan tevgera xwe diguhezînin, mîna kameleonê cîhana teknolojîk tevdigerin.
Her çend dibe ku ew bi qasî berxwedana sifir balkêş xuya neke jî, bi rastî ev taybetmendî ye ku nîvconductors ji bo fonksiyona wan a bingehîn, ya ku birêkûpêk û kontrolkirina elektrîkê ye, bêkêmasî dike.
Karkirina Semiconductor
Divê em avahiya atomê ya nîvconductoran lêkolîn bikin da ku fêm bikin ka ew çawa kar dikin. Girtiyek ji atomanên ku bi elektronên derveyî ve girêdayî ne, her atomek di navenda nîvconduktorê de dorpêç dike.
Van elektronan xwedan şiyana veguheztina di navbera astên enerjiyê de ne, tiştê ku wekî "band" tê zanîn diafirînin.
Van elektronên derve xwedî potansiyel in ku di bin şert û mercên taybetî de ji atomên xwe veqetin, di cîhê xwe de "holek" erênî bihêlin.
Ji ber livîna van elektronên azad û kunên nîvconductor dikarin elektrîkê bi rê ve bibin.
Wekî din, bi dopîngê - lê zêdekirina nepakîyan - em dikarin hejmara elektronên belaş an qulikan biguhezînin, ji ber vê yekê guheztina nîvconductor birêkûpêk bikin.
Ji ber kapasîteya wan a ji bo manîpulasyona tam, nîvconductor bingeha sektora elektronîkî ne.
N-type û P-type Semiconductors
Nîvconduktorên tîpa N û P-tîp du celebên bingehîn in ku bi gelemperî têne nîqaş kirin. Ev bandorên dopingê yên nîvconduktorek paqij in ku taybetmendiyên wê biguherînin; ew materyalên cuda ne.
Dopantên ku bêtir elektronên belaş pêşkêş dikin têne zêdekirin ku nîvconduktorên N-type hilberînin. Hebûna elektronên ji qulikan zêdetir wan dike "neyînî".
Ji aliyê din ve, nîvconduktorên tîpa P xwedan cewherek 'erênî' ne ji ber ku ew bi maddeyên ku ji elektronên azad bêtir qul çêdikin ve girêdayî ne.
Dema ku nîvconduktorên tîpa N û P-yê têne hev kirin da ku girêkek çêbikin, ku di encamê de diod, transîstor û hêmanên din ên girîng ên amûrên elektronîkî têne hilberandin, dînamîkek ecêb tê hilberandin.
Serîlêdanên Superconductors
Superconductor dema ku li cîhana tevlihev a teknolojiya hevdem digerin, hin karanîna bi rastî balkêş dîtine, ku hevjiyana ahengî ya zanist û afirîneriyê mînak dide.
Taybetmendiyên wan ên cihêreng, wek berxwedana sifir, hiştiye ku ew di pîşesaziyên wekî bijîjkî, veguheztin, û hesabkirina pêşkeftî de biserkevin.
Imaging Resonance (MRI)
Ger hûn li saziyek bijîjkî ya nûjen bigerin, hûn dikarin mûcîzeya wênekêşiya rezonansê ya magnetîkî, an MRI bibînin. Di vê rewşê de, superconductors pir girîng in.
Çawa? Ji bo ku hûn wêneyên pênaseya bilind ên strukturên hundurê laş werin hilberandin, amûrên MRI hewceyê zeviyên magnetîkî yên hêzdar û domdar in.
Van zeviyên magnetîkî yên bihêz dikarin bi superconductors werin hilberandin ji ber taybetmendiyên wan ên bê berxwedan, ku hewcedariya ketina enerjiya bilind an germahiya potansiyel a ku ji hêla rêgirên kevneşopî ve hatî hilberandin red dike.
Bi arîkariya operasyona bêdeng a superconductors, bijîjk naha dikarin nexweşiyan bi astek rastbûnê ku berê qet ne mimkun be nas bikin.
Trênên Levîtasyona Magnetîk (Maglev)
Em bi lez diçin cîhana tevlihev a veguhestinê ji hêlînên aştiyane yên saziyên bijîjkî. Li vir, trênên Maglev ên pêşerojê ji hêla superconductors ve têne rêve kirin.
Ev trên ne wek trênên din in; ew diherikin!
Trênên Maglev bi karanîna superconductors ve zeliqandî kêm dike û leza ecêb dihêle ku bêyî têkiliyek rasterast bi rêgezan re levitasyon û pêşkeftinê biafirîne.
Van trênan nihêrînek li pêşerojek peyda dikin ku çûnûhatina li ser hewayê ne ku tenê xwenîşandanek serweriya endezyariyê ye.
Komputerên Quantum
Sînorên komputerê ji hêla pêş ve têne avêtin komputerên quantum, ku soz dide ku bi bingehîn biguhezîne ka em çawa li ser kapasîteya pêvajoyê difikirin.
Hêzên van amûran çi hêz dike? Rast e, superconductors.
Ev maddeyên hanê îmkana hilberîna qubitan, hevbera kuantûmê ya bit-ên ku dikarin di yekcarî de li çend dewletan hebin, didin.
Wekî encamek, hesabên ku deh caran ji standardên pîşesaziyê zûtir in, bi teorîkî gengaz in.
Ev qubit di hawîrdorek domdar de dixebitin, bêyî astengiyên ku dê xebata wan xera bike, bi saya superconductors.
Sepanên Semiconductors
Semiconductor wekî lehengên nenas di tevna ecêbên teknolojîk de radiwestin.
Wan teknolojiyên ku hema hema li ser her aliyek jiyana me bandor dike bi saya kapasîteya wan a kontrolkirina herikên elektrîkê destnîşan kirine.
Semiconductor bi rastî veguherîner in, ji makîneyên ku fermanên me hildiberînin heya girtina enerjiya rojê û ronîkirina derdora me bi rengên jîndar her tiştî hêzdar dikin.
Mîkroprosesor û Mîkrokontroller
Ka em bi vekolîna mîkroprosesorê dest pê bikin, ku wekî mêjiyê dîjîtal hema hema hemî amûrên elektronîkî yên hevdem kar dike.
Mîkroprosesor wekî mejiyê pergalê kar dikin, bi saya nîvconduktoran cildên mezin ên daneyê bi rêjeyên nebawer hildiberînin.
Xizmên nêzîk ên mîkroprosesor, mîkrokontrolker ji bo hin fonksiyonên di pergalên bicîbûyî de hatine sêwirandin û pir caran çavdêriya pêvajoyên di cîhazên mîna makîneyên şuştinê, kontrolên ji dûr ve, û tewra otomobîlên me de jî dikin.
Hesabkirina bilez û bibandor ku em ji xwe re esas digirin dê bêyî nîvconductoran ne mimkun be.
Solar Cells
Veguheztina pêlavan, nîvconductor mala xwe li ber tavê, bi rastî, di hucreyên rojê de dîtine. Ji bo veguhertina tîrêja rojê di enerjiyê de, hucreyên fotovoltaîk, bloka avakirina panelên rojê, xwe dispêrin taybetmendiyên nîvconductor.
Dema ku fotonên rojê li maddeya nîvconductor dixe û elektronên di hundirê wê de heyecan dike, herikîna elektrîkê çê dibe.
Semiconductor di dilê vê çavkaniya enerjiyê ya paqij û nûvekirî de ne, valahiya di navbera şêwazên jiyana me yên girêdayî teknolojiyê û çareseriyên dostaniya jîngehê de digire.
LED û Laser
Veguheztina semiconductors ji hêla LED û lazeran ve, ku bi fizîkî û mecalî jiyana me ronî dikin, bêtir têne xuyang kirin.
Ronahî ji hêla LED-an ve hatî veguheztin, ku çavkaniyên ronahiyê yên domdar, bi enerjiyê bikêr peyda dikin ku dikarin rengek rengan çêkin.
Çawa? LED ronahiyek bi dirêjahiya pêlê çêdike dema ku niha di nav nîvconduktorek di hundurê de derbas dibe.
Berevajî vê, lazer bi karanîna nîvconduktoran tîrêjên ronahiyê yên hevgirtî û rêvekirî diafirînin, û di her tiştî de ji skanerên barkodê bigire heya prosedurên neştergerî têne bikar anîn.
Superconductor vs Semiconductor
Gava ku em li ser qada tevlihev a materyalên nû danûstendinê dikin, superconductor û semiconductors wekî rêber radiwestin. Her yek bi tevliheviyek bêhempa ya taybetmendiyên awarte yên ku bandorek li ser gelek warên teknîkî hene têne cûda kirin.
Gava ku li kêleka hev têne danîn, ew bi rastî çawa didin hev? Werin em van her du dêwên teknolojiyê bi serê xwe bidin ber hev û hin efsaneyên li ser wan ji holê rakin.
Conductivity û Berxwedana
Werin em bi axaftinê li ser guheztinê dest pê bikin. Ji ber kêmbûna tevahî berxwedana elektrîkê, superconductor padîşahên vê qadê ne.
Wekî encamek, gava ku herikîna elektrîkê di nav superconductor de dest pê dike, pêdivî ye ku ew bêyî hewcedariya enerjiyê bêtir gengaz be.
Ji hêla din ve, nîvconductors di navîn de di navbera însulator û rêkêşan de ne.
Her çend ew xwedan guheztina bêkêmasî ya superconductoran nînin jî, berxwedana wan a guhêrbar bi rastî ew e ku wan ji bo karên mîna xurtkirina sînyalê û pêvajoyê bijareya çêtirîn e.
Tempên Operasyonê
Tevgera van materyalan ji hêla germahiyê ve pir bandor e. Şert û mercên krîogenîk bi gelemperî ji hêla superconductoran ve têne hewce kirin da ku sêhra xweya berxwedanê ya sifir nîşan bidin.
Ji hêla din ve, nîvconductor bi gelemperî di germahiya hawîrdorê de kar dikin, ku wan ji hawîrdor û alavên gelemperî re guncantir dike.
Enerjiya Enerjiyê
Di hawîrdora meya teknolojiyê ya ku bi lez diguhere, karbidestiya enerjiyê pirsgirêkek mezin e. Bi guheztina xweya bê-windabûnê, superconductor karbidestiya enerjiyê ya bêhempa pêşkêşî dike, nemaze di serîlêdanên veguhestina giran û hêzê de.
Semiconductor di warê xwe de çareseriyên enerjiyê yên bikêr pêşkêşî dikin, wek LED-yên enerjiyê û mîkroprosesorên bi bandor, di heman demê de di warê guheztina xav de kêmtir bikêr in.
Mesrefa Hilberînê û Fizîbilîteya Bazirganî
Di vê demê de, nîvconductor di warê çêkirin û fizibilîteya bazirganî de li pêş in. Hêmana sereke ya nîvconductors, silicon, bi berfirehî peyda dibe û hilberandina pir erzan e.
Berevajî vê, gelek superconductors ji materyalên biha an nadir pêk tên, û hewcedariya wan bi germahiyên xebitandinê yên pir sar dibe ku bihayan zêde bike.
Lêbelê, pêşkeftina superconductorên germahiya bilind, armancek lêkolîna domdar e û dibe ku qada lîstikê di warê domdariya aborî de asayî bike.
Sînor û Zehmetiyên
Zehmetiyên bi nîvconductors û superconductors re hevber in. Parastina germahiyên xebatê yên pir kêm ji bo superconductoran dijwariyek bêdawî ye.
Piraniya superconductors di heman demê de dibe ku zirav û dijwar be ku di têl an kabloyên dirêj û nerm de çêbibin.
Her çend bêtir adapteyî be jî, nîvconductor nêzîkê sînorên xwe yên piçûkbûnê dibin, û her ku em wan berbi sînorên nû ve dikişînin, bandorên kuantum dikarin bandorê li performansa wan bikin.
Xelasî
Bi vegerandina lêkolîna meya kûr a superconductors û nîvconductors, eşkere ye ku her du madde di pêşkeftina perestgeha meya teknolojîk de rolek bingehîn dileyzin.
Semiconductors, bi guheztina xweya veguhêzbar, lêdana dilê dîjîtal a gelek amûran hêzdar dike, dema ku superconductor, bi kapasîteyên xwe yên berxwedana sifir a ecêb, di sepanên bi karîgerî de dihejîne.
Ev her du, li gorî min, ji amûrên teknolojiyê zêdetir in; ew mîmarên paşeroja me ne, ramanan diafirînin ku dê awayê jiyan, xebat û lîstika me şoreş bike.
Ew cûrbecûr derfetan diafirînin, ji nûvekirinên komputerê yên domdar heya çareseriyên enerjiya domdar. Xwendevanên ku lêkolîner in têne teşwîq kirin ku ne tenê temaşe bikin.
Çavê xwe bidin van pêşkeftinan ji ber ku ew senfoniyek ramanên nû destnîşan dikin ku dê baştirkirina gerstêrka me bidomînin.
Superconductor û semiconductors bê guman dê di rêza pêşîn de bin ku van sozan pêk bînin ji ber ku pêşeroj hem bi pirsgirêk û hem jî bi derfetan tê.
Leave a Reply