การทำทางหลวงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสารกึ่งตัวนำแบบยืดได้

การทำทางหลวงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของสารกึ่งตัวนำแบบยืดได้

Cunjiang Yuและเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยฮูสตันได้สร้างอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพสูงพร้อมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจรลอจิกแบบครบวงจร วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ราคาประหยัดของพวกเขายังคงความคล่องตัวของตัวพาประจุไฟฟ้าไว้สูง แม้จะอยู่ภายใต้การยืดตัว 50% การทำงานของทีมอาจนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่ใช้งานได้จริง รวมถึงสกินหุ่นยนต์

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้

นักวิจัยทั่วโลกกำลังพยายามพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถยืดออกแล้วกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้ หากเป็นจริง เซมิคอนดักเตอร์แบบยืดได้อาจมีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงวิทยาการหุ่นยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพ และยา จนถึงปัจจุบัน ความพยายามในการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์และวงจรลอจิกที่ยืดออกได้ในเชิงพาณิชย์ได้รวมเซมิคอนดักเตอร์ที่มีโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อนซึ่งทำให้พวกมันขยายได้ในระดับมหภาค อยู่ในรูปของโมเลกุลคอนแชร์ตินาที่พับได้ 

หรือเกาะแข็งที่เชื่อมต่อกันด้วยข้อต่อที่ยืดได้ โครงสร้างเหล่านี้มีราคาแพงในการสร้าง และจะยากต่อการผลิตในขนาดที่ใหญ่อีกทางหนึ่ง การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้เห็นความก้าวหน้าไปสู่เซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นยางยืดได้ซึ่งทำจากเส้นใยนาโนพอลิเมอร์ที่แทรกซึมอยู่ในเมทริกซ์ซิลิโคน วัสดุเหล่านี้มีกระบวนการผลิตที่ปรับขนาดได้มาก แต่เนื่องจากโครงสร้างพอลิเมอร์ของพวกมัน พวกมันจึงถูกขัดขวางโดยการเคลื่อนที่ของตัวพาที่มีประจุไฟฟ้าต่ำ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนต้องเดินทางในระยะทางไกลในวัสดุดังกล่าว หมายความว่าพวกมันไม่สามารถบรรทุกประจุได้เร็วพอที่จะแข่งขันในเชิงพาณิชย์ได้

ความหลงใหลในคาร์บอนคงอยู่ในนาโนศาสตร์ทำทางหลวงในการศึกษาของพวกเขา นักฟิสิกส์ในเมืองฮุสตันมีเป้าหมายที่จะสร้างเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นยางแบบยืดหดได้ในตัว โดยมีทั้งความคล่องตัวในการรองรับสูงและกระบวนการผลิตที่มีต้นทุนต่ำและสามารถปรับขนาดได้ ในการทำเช่นนี้ ทีมงานได้แนะนำท่อนาโนคาร์บอนของโลหะเป็นสารเจือปนบนพื้นผิวของคอมโพสิตเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นยาง ท่อนาโนเป็นเครือข่ายของการนำ “ทางหลวง” 

ข้ามวัสดุซึ่งช่วยลดระยะทางที่อิเล็กตรอน

ต้องเดินทางได้อย่างมาก ดังนั้นการปรับปรุงการเคลื่อนย้ายของสารกึ่งตัวนำของพวกเขา ทีมงานของ Yu ได้รวมวงจรทรานซิสเตอร์เข้ากับเซมิคอนดักเตอร์ที่เจือปน ทำให้พวกเขาสามารถสาธิตลอจิกเกตและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบครบวงจรได้ นอกจากนี้ นักวิจัยยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการเป็นผิวที่บอบบางและยืดหยุ่นได้ ซึ่งสามารถจับคู่การสัมผัสทางกายภาพได้ ในระหว่างการทดสอบ วัสดุยังคงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าไว้แม้จะยืดออก 50% โดยสูญเสียความคล่องตัวเพียงเล็กน้อย

ผลลัพธ์ของทีมแสดงให้เห็นสัญญาสำหรับการพัฒนาแอพพลิเคชั่นในอนาคต รวมถึงผิวหนังหุ่นยนต์ที่ไวต่อการสัมผัส ไบโออิเล็กทรอนิคส์ชีวภาพแบบฝังเพื่อใช้ในทางการแพทย์ และส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรที่ได้รับการปรับปรุง ในอนาคต Yu และเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะปรับปรุงการเคลื่อนย้ายของผู้ให้บริการให้ดียิ่งขึ้นไปอีก ทำให้พวกเขาสร้างวงจรดิจิทัลที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้

ในผลงานล่าสุดนี้ Panchagnula และเพื่อนร่วมงานได้พิจารณาการเปลี่ยนแปลงของฝูงชนโดยใช้รูปแบบของ Vicsek ของสารออกฤทธิ์ จากข้อมูลของ Panchagnula การวิจัยเป็นการขยายงานที่ทีมงานได้ทำเกี่ยวกับการผสมวัสดุที่เป็นอนุภาค “เราต้องการดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับสารออกฤทธิ์” เขากล่าวกับPhysics World

ลักษณะคล้ายมนุษย์แบบจำลอง

ของพวกเขาอธิบายสมาชิกแต่ละคนในกลุ่มว่าเป็นตัวแทนที่ขับเคลื่อนตัวเองซึ่งปรับเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนไหวของพวกเขาเพื่อตอบสนองต่อการกระทำของสมาชิกคนอื่นๆ ในกลุ่ม สาร 6120 แต่ละตัวมีลักษณะเหมือนมนุษย์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 ม. และมวล 60 กก. และกลุ่มถูกจำกัดให้อยู่ในบริเวณวงกลมที่มีรัศมี 22.5 ม. ส่งผลให้มีความหนาแน่นของสารที่เทียบเท่ากับฝูงชนทั่วไป

สารแต่ละตัวอยู่ภายใต้แรงที่แตกต่างกันสามแบบ: แรงขับเคลื่อนที่ขับเคลื่อนเอเจนต์ไปข้างหน้า แรงกีดกันพื้นที่ที่ป้องกันไม่ให้ตัวแทนเข้าใกล้กันมากเกินไป และค่าสัมประสิทธิ์การประสานงานที่กำหนดว่าการเคลื่อนไหวของตัวแทนได้รับผลกระทบจากการเคลื่อนไหวของเพื่อนบ้านอย่างไร Panchagnula กล่าวว่าค่าสัมประสิทธิ์การประสานงานขึ้นอยู่กับ “สภาพจิตใจ” ของตัวแทนโดยคำนึงถึงความเต็มใจที่บุคคลจะติดตามฝูงชน ในแง่ของลักษณะทางกายภาพ เขาเปรียบผลกระทบกับแรงเฉือนระหว่างบุคคลที่ส่งผลให้ฝูงชนมีความหนืด

ที่ค่าสัมประสิทธิ์การประสานงานที่ค่อนข้างสูง การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของแบบจำลองแสดงให้เห็นว่าตัวแทนจัดระเบียบตัวเองให้เป็นกระแสที่เป็นระเบียบซึ่งวนเป็นวงกลมรอบกรง – พฤติกรรมที่คล้ายคลึงกับฝูงชนที่มีระเบียบ อย่างไรก็ตาม หากสภาพจิตใจของตัวแทนเสื่อมโทรมลง ซึ่งเกิดจากการลดค่าสัมประสิทธิ์การประสานงาน ฝูงชนจะเข้าสู่สภาวะที่ไม่เป็นระเบียบซึ่งตัวแทน “ตื่นตระหนก” และเคลื่อนที่ไปในทิศทางสุ่ม ในการทำให้ฝูงชนกลับสู่สภาพที่เป็นระเบียบ จะต้องเพิ่มพิกัดการประสานงานให้ดีเกินกว่าค่าที่การเปลี่ยนแปลงไปสู่ความวุ่นวายเกิดขึ้น พฤติกรรมนี้เรียกว่าฮิสเทรีซิส (hysteresis) พฤติกรรมนี้พบเห็นได้ในการเปลี่ยนเฟสทางกายภาพหลายๆ เฟส ซึ่งมีชื่อเสียงมากที่สุดในการที่เฟอร์โรแม่เหล็กตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กภายนอก

กำลังคืนคำสั่งซื้อ

การตรวจสอบเพิ่มเติมพบว่าขนาดของฮิสเทรีซิสเพิ่มขึ้นตามจำนวนตัวแทนในฝูงชนและขนาดของสิ่งที่แนบมา ตามรายงานของ Panchagnula แสดงให้เห็นว่าการคืนความสงบเรียบร้อยโดยการปรับปรุงสภาพจิตใจของเจ้าหน้าที่จะยากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อฝูงชนมีจำนวนมากขึ้น

โชคดีที่ทีมค้นพบว่าระเบียบสามารถฟื้นฟูได้โดยการวางตัวแทน “ผู้เปลี่ยนเกม” พิเศษที่จุดเฉพาะในกลุ่มฝูงชนที่ไม่เป็นระเบียบ พวกเขาพบว่าควรวางตัวเปลี่ยนเกมในตำแหน่งภายในกรงที่มีการเคลื่อนไหวเร็วที่สุดเมื่อฝูงชนเคลื่อนที่เป็นวงกลมอย่างเป็นระเบียบ Panchagnula อธิบายว่าผู้เปลี่ยนเกมเหล่านี้จะเคลื่อนไหวราวกับว่าอยู่ในฝูงชนที่เป็นระเบียบซึ่งจะรวมพื้นที่ที่มีระเบียบเรียบร้อยซึ่งจะเติบโตเพื่อห้อมล้อมฝูงชนทั้งหมด

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย