Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
TermopastyTermopasty
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Stanene - materiał, który może zrewolucjonizować rynek mikroprocesorów

jacu007 04 Gru 2013 22:37 4875 12
  • Stanene - materiał, który może zrewolucjonizować rynek mikroprocesorów Międzynarodowy zespół badaczy z USA, Chin i Niemiec zaprezentował nowy materiał nazwany stanene, który w teorii, mógłby osiągnąć 100% efektywność przewodzenia prądu. Wszystko to w temperaturze, w której działają chipy komputerowe.

    „Stanene daje nadzieję na zwiększenie szybkości i obniżenie strat mocy w komputerowych chipach przyszłości. Stanie się tak, jeżeli potwierdzą się w praktyce badania prowadzone przez naukowców w laboratoriach na całym świecie”, powiedział profesor Shoucheng Zhang z Uniwersytetu Stanforda.

    Kluczem niezwykłych właściwości staneneu jest to, że pochodzi on z klasy materiałów zwanych „izolatory topologiczne”, które przewodzą prąd tylko wzdłuż krawędzi lub powierzchni struktury. Kiedy te struktury mają grubość zaledwie jednego atomu, taka przewodność może mieć 100% efektywność dzięki „złożonymi oddziaływaniami pomiędzy elektronami i jadrami ciężkich atomów w materiałach”.

    W przypadku materiału stanene, ciężkim atomem, o którym mowa, jest cyna, która ma masę atomową na poziomie 118,71. Zhang wraz ze swoim zespołem obliczyli, że cyna w postaci jednoatomowej warstwy, może być topologicznym izolatorem w temperaturze zbliżonej do pokojowej a poprzez dodanie atomów fluoru ta temperatura może być podniesiona, co najmniej do poziomu wrzenia wody.

    Według Zhanga, jeżeli obliczenia się sprawdzą, nowy materiał może być pierwszej kolejności zastosowany do łączenia różnych obszarów mikroprocesora.
    Przewodność nadal będzie ograniczana w miejscach gdzie stanene będzie łączył się z konwencjonalnymi układami mikroprocesora, ale z pewnością będzie już odczuwalna zmiana w redukcji mocy traconej na promieniowanie ciepła. Odkrycie może zrewolucjonizować przemysł mikroprocesorowy.

    „Możemy sobie też wyobrazić stanene używany w wielu innych strukturach w tym jako zamiennik krzemu w sercach tranzystorów. Pewnego dnia możemy zacząć nazywać dolinę krzemową, doliną cynową”, powiedział Zhang.

    Źródło:
    http://www.theregister.co.uk/2013/12/04/theor...al_efficiency_at_room_temperatures_and_above/

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    jacu007
    Poziom 22  
    Offline 
    Specjalizuje się w: systemy mikroprocesorowe, raspberry pi
    jacu007 napisał 688 postów o ocenie 70, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście Dąbrowa Górnicza. Jest z nami od 2007 roku.
  • TermopastyTermopasty
  • #2
    speedy9
    Pomocny dla użytkowników
    Bardzo ciekawy materiał. Jeśli faktycznie okaże się taki rewolucyjny to za 10-15 lat będziemy mieli potężne procesory, które nie będą wymagały chłodzenia. Na dobrą sprawę będzie można znacznie zwiększyć ilość warstw, bo nie będzie problemu z odprowadzaniem ciepła.
  • #3
    cefaloid
    Poziom 32  
    jacu007 napisał:
    Międzynarodowy zespół badaczy z USA, Chin i Niemiec zaprezentował nowy materiał nazwany stanene, który w teorii, mógłby osiągnąć 100% efektywność przewodzenia prądu.

    A ja w teorii mógłbym być bogaty jak Bill Gates. W teorii....

    A w praktyce materiał który osiąga 100% efektywność przewodzenia istnieje, ma się dobrze od dziesiątek lat i nazywa się: nadprzewodnik.
  • #4
    Reef
    Poziom 2  
    Cefaloid, przeczytaj całość zanim się wypowiesz. Nadprzewodniki działają w przy bardzo niskich temperaturach. Innowacyjnością jest to że nie potrzebujesz ciekłego azotu czy helu żeby zmniejszyć rezystancję materiału do zera.

    Wadą przedstawionego rozwiązania mogą być problemy technologiczne, np. sposób montażu układów scalonych które mają taki materiał w środku. Jak przylutować np. układ w obudowie BGA nie uszkadzając połączeń wewnętrznych...
  • TermopastyTermopasty
  • #5
    cefaloid
    Poziom 32  
    Reef napisał:
    Cefaloid, przeczytaj całość zanim się wypowiesz. Nadprzewodniki działają w przy bardzo niskich temperaturach. Innowacyjnością jest to że nie potrzebujesz ciekłego azotu czy helu żeby zmniejszyć rezystancję materiału do zera.

    O określeniu "nadprzewodnik wysokotemperaturowy" kolega słyszał ;) Po co wymyślać nowe nazwy na coś co określono dziesiątki lat temu? Przecież inni po prostu stosują określenie nadprzewodnik wysokotemperaturowy.

    Poza tym stwierdzenie "przewodność może mieć 100% efektywność" jest na forum elektronicznym po prostu niedorzeczne. Przewodność to jest wielkość fizyczna, liczba, która nie posiada stowarzyszonej cechy zwanej efektywnością. A zamieszanie wynika z kompletnie nietrafionego tłumaczenia zwrotu "conduct electricity with 100 percent efficiency".
  • #6
    Reef
    Poziom 2  
    Nadprzewodniki wysokotemperaturowe, o których słyszałem, zachowują interesujące nas właściwości w temperaturze bliższej zeru bezwzględnemu niż temperaturze pokojowej.
    Może to mój błąd, ale nie uważam za słuszne stawianie znaku równości między tymi materiałami, poprzez przypisywanie ich do tej samej grupy.
    No, chyba że zanasz jakiś "nadprzwodnik wysokotemperaturowy" który nie potrzebuje użycia skroplonych gazów aby zachować swoje właściwości :)

    Ps. Pisanie o efektywności przewodności faktycznie nie jest trafionym tłumaczeniem, ale nie zamieniajmy złego na jeszcze gorsze :)
  • #8
    cefaloid
    Poziom 32  
    Nadprzewodnictwo – stan materiału polegający na zerowej rezystancji. Koniec kropka!

    @Reef: Definicja nadprzewodnictwa nie mówi nic o temperaturze, w której ma to zjawisko przebiegać.
    @Speedy9: Definicja nadprzewodnictwa nie mówi nic o tym, jakie to procesy mają do tegoż zerowego oporu doprowadzać.

    A jak połączymy to z prawem Ohma to musi nam wyjść, że "conduct electricity with 100 percent efficiency" dla materiału zwanego w newsie Stanene ma tylko jedno wytłumaczenie:
    Stanene musiałby mieć opór równy zeru czyli spełniać definicję nadprzewodnika. Inaczej nie będzie tych 100%.

    Owszem inny jest powód zerowego oporu nadprzewodników I rodzaju, II rodzaju czy izolatora topologicznego ale definicja nadprzewodnictwa już w to nie wnika.
    Dlatego:
    speedy9 napisał:
    Jakiekolwiek nadprzewodniki nie są tożsame z materiałem tutaj opisywanym. Mówimy o różnych zjawiskach fizycznych.

    chciałbym abyś sprecyzował co masz na myśli. Masz na myśli że zerowy opór to nie jest nadprzewodnictwo, czy tylko o to, że inny proces fizyczny za taki zerowy opór odpowiada (to wiem i się z tym zgadzam). A może chodzi Ci o to że tą 100% sprawność uzyskuje się mimo niezerowego oporu. Tzn, nie jest to krytyka - chciałbym poznać szczegóły.
  • #9
    MaxX850
    Poziom 13  
    Przy okazji takich newsów zastanawiam się kiedy ktoś wykona z takiego materiału przewody elektryczne lub nawinie czymś takim stojan czy wirnik silnika elektrycznego czyniąc go jeszcze bardziej wydajnym, zbuduje transformatory i linie przesyłowe dzięki czemu znikną straty energii przy przesyłaniu na duże odległości itd. Tylko te chipy i procesory, a o podstawach jakoś cisza. I nie mam tu na myśli pojedynczych projektów jak cern czy iter tylko skalę przemysłową.
  • #10
    Reef
    Poziom 2  
    @cefaloid - ja nie neguję że efekt zerowej rezystancji nazywa się nadprzewodnictwem. Nie neguję że w opisywanym materiale, o ile uda się w praktyce osiągnąć zerową rezystancję, będziemy mieli do czynienia z nadprzewodnictwem. Chodziło mi o zdanie:

    "A w praktyce materiał któwy osiąga 100% efektywność przewodzenia istnieje, ma się dobrze od dziesiątek lat i nazywa się: nadprzewodnik."

    Materiały które znamy, stosujemy w praktyce i nazywamy nadprzewodnikami, nie mają zerowej rezystancji w temperaturze pokojowej. Nawet w środku zimy na biegunie południowym będą wykazywały jakąś rezystancje.
    Nie pisałem że nadprzewodnictwo jest z definicji uzależnione od niskiej temperatury, tylko że w praktycznie nie udało się jeszcze osiągnąć efektu nadprzewodnictwa bez obniżania temperatury tzw "nadprzewodników wysokotemperaturowych" sporo poniżej -100°C. Lub inaczej, ja o czymś takim nie słyszałem ani nie czytałem.

    Jeżeli tą teorię, odnośnie materiału o nazwie Stanene, uda się urzeczywistnić, będziemy mieli do czynienia ogromnym skokiem technologicznym.
  • #12
    speedy9
    Pomocny dla użytkowników
    cefaloid napisał:
    speedy9 napisał:
    Jakiekolwiek nadprzewodniki nie są tożsame z materiałem tutaj opisywanym. Mówimy o różnych zjawiskach fizycznych.

    chciałbym abyś sprecyzował co masz na myśli. Masz na myśli że zerowy opór to nie jest nadprzewodnictwo, czy tylko o to, że inny proces fizyczny za taki zerowy opór odpowiada (to wiem i się z tym zgadzam). A może chodzi Ci o to że tą 100% sprawność uzyskuje się mimo niezerowego oporu. Tzn, nie jest to krytyka - chciałbym poznać szczegóły.


    Nadprzewodnictwo to stan danego materiału w określonych warunkach (ciśnienie, temperatura, pole magnetyczne). Materiał ma w takich specyficznych warunkach zerowy opór.
    Stanene to izolator topologiczny, materiał, który przewodzi prąd z zerowym oporem na krawędziach, a nie całym przekrojem, zachowując izolację między tymi krawędziami.
  • #13
    Reef
    Poziom 2  
    Jeżeli materiał przewodzi prąd z zerowym oporem jest według mnie rodzajem nadprzewodnika. Może nie klasycznego ale zawsze nadprzewodnika. Nawet jeżeli to tylko bardzo cienka warstwa powierzchniowa ma takie właściwości.

    Nie zgodzę się z podejściem że "Nadprzewodnictwo to stan danego materiału w określonych warunkach". Właściwsze jest podejście że jest to stan materiału charakteryzujący się jego zerowym oporem elektrycznym, który możem osiągnąć w określonych warunkach, różnych dla różnych materiałów.
    Nie rozprzestrzeniajmy teorii według który to krowa pochodzi od mleka, a nie mleko od krowy. :)

    @speedy9, nie jest też do końca prawdą że nadprzewodnik przewodzi prąd z zerowym oporem w całym swoim przekroju. Jest jeszcze coś takiego jak efekt naskórkowości prądu w nadprzewodniku...