دیدن پشت دیوارها با موبایل
مهندسان الکترونیک موسسه فناوری کالیفرنیا با مشارکت یک مهندس ایرانی اقدام به تولید ریزتراشه های سیلیکونی کم هزینه و کوچکی کرده اند که کاربردهای مختلفی از تشخیص محتوای داخل یک جعبه روی تلفنهای هوشمند دارد.
به گزارش خبرگزاری مهر، ریزتراشه ها امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا تولید کرده و متشعشع می کنند که امواج تراهرتز نامیده می شوند و در طیف الکترومغناطیس هایی قرار می گیرند که کمتر به آن توجه شده است ( جایی بین امواج مایکرو و تشعشع مادون قرمز دور) و می تواند بدون صدمه یونیزه کردن اشعه های ایکس در مواد مختلفی نفوذ کند.
این ریزتراشه های جدید وقتی که با دستگاه های دستی ادغام می شوند دامنه وسیعی از کاربردها را در زمینه های مختلفی از امنیت داخلی تا ارتباطات بی سیم، بهداشت و سلامت و حتی بازیهای بدون نیاز به لمس خواهد داشت.
در آینده این فناوری ممکن است درمیان کاربردهای دیگر به تشخیص سرطان غیر تهاجمی نیز کمک کند.
علی حاجی میری و توماس جی میرز استاد مهندسی برق موسسه فناوری کالیفرنیا اظهار داشتند که ما با استفاده از فناوری کم هزینه IC که امروز برای ساخت این ریز تراشه ها در تلفنهای همراه به کار می رود یک تراشه سیلیکونی ساختیم که می تواند 300 برابر سرعت تراشه های امروزی عمل کند.
آنها افزودند که این تراشه ها نسل جدیدی از حسگرهای چند بعدی را فعال می کنند.
حاجی میری و کاشیک سنگوپتا محقق پست دکترا نتایج این تحقیق را در مجله " مدارهای نیمه هادی" IEEE به طور مشروح منتشر کرده اند.
محققان همواره پتانسیل دامنه فرکانس تراهرتز از 0.3 تا 3 تراهرتز را برای اسکن کردن و تصویربرداری مورد توجه داشتند. چنین امواج الکترومغناطیسی به سادگی می توانند به مواد مختلف نفوذ کرده و تصویری با جزئیات و وضوح بالا ارائه کند و حتی می تواند اثر مواد شیمیایی داروهای سلاحهای بیولوژیکی یا مواد مخدر و یا منفجره را تشخیص دهد.
اکثر سیستمهای تراهرتز دربرگیرنده تنظیمات لیزری پرهزینه و حجیم است که گاهی نیازمند دمای فوق بسیار پایین است پتانسیل تصویربرداری و اسکن کردن تراهرتز تاکنون بدون بهره برداری مانده بود و علت آن فقدان فناوری کم هزینه ای بوده که بتواند در این برد فرکانسی عمل کند.
حاجی میری و سنگوپتا که درنهایت ویژگهای امواج تراهرتز را تشخیص دادند از نیمه هادی CMOS یعنی همان فناوری که معمولا برای تولید ریز تراشه در دستگاه های الکترونیکی روزمره به کار می رود استفاده کردند تا این تراشه های سیلیکونی را طراحی کردند که دارای قابلیتهای جامعی است و در فرکانسهای تراهرتز عمل می کند و روی یک نوک انگشت جای می گیرد.
ارس روساکیس رئیس بخش مهندسی و علوم کاربردی موسسه فناوری کالیفرنیا اظهار داشت: این سطح فوق العاده از خلاقیت که تصویربرداری را در برد فرکانس تراهرتز میسر می کند با نوآوری این موسسه در عرصه فناوری CMOS هم راستا است. مهندسان موسسه فناوری کالیفرنیا چون علی حاجی میری با استفاده از شیوه های میان رشته ای مرزهای امکان پذیر بودن را کنار می زنند.
تراشه های کنونی سیگنالهای را یک هزار برابر قوی تر از تراشه های کنونی ارتقا می دهد و سیگنالهای تراهرتز جامع می توانند به طور دینامیک برای اشاره به یک جهت خاص برنامه ریزی شده تا نخستین دستگاه اسکن جامع تراهرتز به دست آید.
محققان با استفاده از این اسکنر توانستند یک تیغ تیز پنهان شده در یک تکه پلاستیک را شناسایی کرده و همچنین از این فناوری استفاده کردند تا بافت چربی مرغ را تشخیص دهند.
حاجی میری در این رابطه گفت: ما تنها درباره یک امکان بالقوه صحبت نمی کنیم بلکه ما به واقع این امر را نشان دادیم و زمانی که برای اولین بار تصاویر را مشاهده می کردیم، نفس خود را حبس کرده بودیم.
حاجی میری و سنگوپتا برای تبدیل کردن فناوری CMOS به تراشه های تراهرتز کاربردی باید بر موانع بسیاری غلبه می کردند که در آن میان می توان به این حقیقت اشاره کرد که تراشه های سیلیکونی صرفا برای عمل کردن در فرکانسهای تراهرز طراحی نشده اند. در حقیقت هر ترانزیستوری دارای یک فرکانس است و هیچ ترانزیستور استانداردی نمی تواند سیگنالها را در برد تراهرتز تقویت کند.
محققان برای غلبه بر مشکل فرکانس قدرت ترانزیستورهای بسیاری را که با هماهنگی عمل می کردند را تحت تسلط در آورند. اگر چندین عامل در یک زمان مناسب در فرکانسهای مناسب عمل کند، قدرت آنها ترکیب می شوند و قدرت سیگنال کلی ارتقا پیدا می کند.
محققان همجنین چگونگی متشعشع شدن یا انتقال سیگنال تراهرتز را پس از تولید دریافتند. در چنین فرکانسهای بالایی نمی توان از یک سیم استفاده کرد و آنتها و اندازه ریزتراشه های عادی مناسب نیستند. در نتیجه آنها راهی برای تبدیل کردن کل تراشه سیلیکونی به یک آنتن پیدا کردند.
- ۹۱/۰۹/۲۲