بررسی کامل ساختمان داخلی نانو حافظه های الکتریکی کوانتومی Nano mulcular quantum

مدار های قدیمی روی تراشه ها به الکترون ها به عنوان حامل اطلاعات متکی هستند. در آینده فوتون هایی که اطلاعات را در مدار های نوری با سرعت نور انتقال می دهند نیز می توانند این وظیفه را بر عهده بگیرند. بلوک های ساختمانی اصلی چنین نانو تراشه های جدیدی منابع نور کوانتومی هستند که سپس به موجبر ها و آشکار ساز های نوری نانو کوانتومی متصل می شوند.

در بلوک های ساختمانی نانو حافظه های کوانتومی مولکولی Nano mulcular quantum منابع نور باید به مدار های فوتونیک، مانند موجبر ها، جفت شوند تا محاسبات کوانتومی مبتنی بر نور را امکان پذیر کنند.عامل تعیین کننده در اینجا قرارگیری دقیق و قابل کنترل منابع نور است. در مواد سه بعدی معمولی. منابع نور کوانتومی فعالی مانند الماس یا سیلیکون نیز وجود دارد، اما نمی توان آنها را دقیقا در آنجا قرار داد.با بهره گیری از ساختار حافظه های نانو مولکولی (Nanomolecular memory) ، می توان اندازه بیت های حافظه را اساسا بیشتر کاست و به این وسیله چگالی حافظه مغناطیسی و کارایی آن را افزایش داد و هزینه و بهایش را پایین تر آورد. روش های لیتوگرافی نانویی هم اکنون برای مهیا کردن برخی حافظه های بسیار نیرومند به کار گرفته می شوند.علم و فناوری نانو الکترونیک امکانات حافظه های نانو (Nano molecular memory) متفاوتی ارائه می کنند. مثلا مواد فوتو شکستار ، نمایانگر فقط یک نوع حافظه اپتیکی اند. در واقع با استفاده از  فناوری نانو می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد هزار برابر یا بیشتر افزایش داد. ذخیره سازی اطلاعات مبحثی بسیار مهم و ضروری است که می تواند به روش های مختلفی از طریق حافظه های نانو مولکولی (Nanomolecular memory)  انجام شود.یکی از ابزار جدید ذخیره اطلاعات استفاده از نقاط کوانتومی نیکلی در اندازه های نانومتری است که انتظار می رود برای ذخیره کردن ترابایتی داده ها، مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به حافظه های نانو مولکولی (Nano molecular memory) پتانسیل بالایی برای فعالیت در این زمینه وجود دارد.

هر نقطه کوانتومی شامل یک توپ مجزا چند صد اتمی است که می تواند یکی از دو حالت مغناطیسی را داشته باشد. این به آن ها اجازه می دهد که یک بیت اطلاعاتی (صفر یا یک) را در بر بگیرند، همان طور که در محاسبات ماشینی عرف است. در دیسک های سخت رایج، بیت های اطلاعاتی باید به اندازه کافی دور از هم قرار گرفته باشند تا تلافی نداشته باشند. نقاط کوانتومی به صورت واحدهای کاملا مستقلی عمل می کنند که از نظر ساختاری به هم متصل نیستند، بنابراین می توانند تا حدی به یکدیگر نزدیک تر شوند.در واقع با استفاده از  فناوری نانو می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد هزار برابر یا بیشتر افزایش داد. ذخیره سازی اطلاعات مبحثی بسیار مهم و ضروری است که می تواند به روش های مختلفی از طریق ابر حافظه های نانو  انجام شود.یکی از ابزار جدید ذخیره اطلاعات استفاده از نقاط کوانتومی نیکلی در اندازه های نانومتری است که انتظار می رود برای ذخیره کردن ترابایتی داده ها، مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به ابر حافظه های نانو  پتانسیل بالایی برای فعالیت در این زمینه وجود دارد.

فناوری های  رایج نانو الکترونیک در نانو حافظه ها  خواسته ها را به سختی فراهم می کند، اما فناوری نانو راه حل هایی بهتر پیشنهاد می کند.یکی از ابزار جدید ذخیره اطلاعات استفاده از نقاط کوانتومی نیکلی در اندازه های نانو متری است که انتظار می رود برای ذخیره کردن ترابایتی داده ها، حتی در منازل و در استفاده های شخصی مورد استفاده قرار گیرد.

با توجه به وسایل ذخیره سازی نسبتا بزرگ (از نظر فیزیکی) که هم اکنون داریم و این واقعیت که در حوزه های مختلف، به اندازه هایی در حدود گیگابایت نیاز داریم، پتانسیل بالایی برای فعالیت در این زمینه وجود دارد.هر نقطه کوانتومی شامل یک توپ مجزا چند صد اتمی است که می تواند یکی از دو حالت مغناطیسی را داشته باشد. این به آن ها اجازه می دهد که یک بیت اطلاعاتی (صفر یا یک) را در بر بگیرند، همان طور که در محاسبات ماشینی عرف است. در دیسک های سخت رایج، بیت های اطلاعاتی باید به اندازه کافی دور از هم قرار گرفته باشند تا تلافی نداشته باشند. نقاط کوانتومی به صورت واحدهای کاملا مستقلی عمل می کنند که از نظر ساختاری به هم متصل نیستند، بنابراین می توانند تا حدی به یکدیگر نزدیک تر شوند. آن ها می توانند تا تراکم مشخصی آرایش یابند که اجازه می دهد هر نوع اطلاعاتی تا 5 ترابایت در فضایی به اندازه یک تمبر پستی ذخیره گردد. فعالیت ها هم چنان باید ادامه پیدا کند تا زمانی که این نانو نقاط بهتر عمل کنند و با دیگر وسایل محاسباتی از قبیل تراشه های سیلیکونی کار کنند.

علم و فناوری نانو الکترونیک امکانات حافظه های نانو (Nano molecular memory) متفاوتی ارائه می کنند. مثلا مواد فوتو شکستار ، نمایانگر فقط یک نوع حافظه اپتیکی اند. در واقع با استفاده از  فناوری نانو می توان ظرفیت ذخیره سازی اطلاعات را در حد هزار برابر یا بیشتر افزایش داد. ذخیره سازی اطلاعات مبحثی بسیار مهم و ضروری است که می تواند به روش های مختلفی از طریق حافظه های نانو مولکولی (Nanomolecular memory)  انجام شود.یکی از ابزار جدید ذخیره اطلاعات استفاده از نقاط کوانتومی نیکلی در اندازه های نانومتری است که انتظار می رود برای ذخیره کردن ترابایتی داده ها، مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به حافظه های نانو مولکولی (Nano molecular memory) پتانسیل بالایی برای فعالیت در این زمینه وجود دارد.هر نقطه کوانتومی شامل یک توپ مجزا چند صد اتمی است که می تواند یکی از دو حالت مغناطیسی را داشته باشد. این به آن ها اجازه می دهد که یک بیت اطلاعاتی (صفر یا یک) را در بر بگیرند، همان طور که در محاسبات ماشینی عرف است. در دیسک های سخت رایج، بیت های اطلاعاتی باید به اندازه کافی دور از هم قرار گرفته باشند تا تلافی نداشته باشند. نقاط کوانتومی به صورت واحدهای کاملا مستقلی عمل می کنند که از نظر ساختاری به هم متصل نیستند، بنابراین می توانند تا حدی به یکدیگر نزدیک تر شوند.

جذابیت نانو تکنولوژی از پدیده های کوانتومی و سطحی منحصر به فرد ناشی می شود که ماده در مقیاس نانو از خود نشان می دهد و کاربرد های جدید و مواد جالبی را ممکن می سازد. هدف نانو تکنولوژی تکاملی، بهبود فرآیند ها، مواد و کاربرد های موجود با کوچک شدن در قلمرو نانو و در نهایت بهره برداری کامل از پدیده های کوانتومی و سطحی منحصر به فردی است که ماده در مقیاس نانو نشان می دهد.نانو حافظه های کوانتومی از طریق بهره برداری از ماده در مقیاس های بسیار کوچک عمل می کنند، به پیشرفت های حوزه نانو تکنولوژی وابسته و مبتنی هستند.از فناوری نانو در محاسبات کوانتومی و سایر فناوری های الکترونیکی مشابه استفاده کرد، دو اصل اساسی در هسته فناوری نانو وجود دارد: اول این که هر چه مواد را کوچکتر کنید، سطح نسبی مواد بیشتر می شود. و دومی از دست دادن خواص حجیم به جای پدیده های کوانتومی وقتی به چنین مقیاس کوچکی می رسید.نانوتکنولوژی کوانتومی بر اساس اصل تونل زنی الکترونی است. تئوری اصلی این است که ذره ای که در یک نانو حافظه تک بعدی محصور شده است نمی تواند فرار کند مگر اینکه الکترون راه خود را از محصور خارج کند. این پدیده ای است که فقط توسط مواد کوانتومی به نمایش گذاشته می شود و با هیچ ماده حجیمی دیده نمی شود. این اصل را می توان برای گنجاندن تمام 3 بعدی - به اصطلاح ذره در یک نانو حافظه سه بعدی - گسترش داد. مقدار محصور شدن الکترون وارد شده به یک ماده، بعد آن را تعیین می کند - زیرا ابعاد کوانتومی نسبت به محصور شدن الکترون (و در چند بعد الکترون ها در آن عمل می کنند) نسبی تر از آرایش فضایی اتمی است.نقاط کوانتومی احتمالا شناخته شده ترین ساختار کوانتومی در نانو حافظه ها هستند. نکته جالب در مورد نقاط کوانتومی، این است که از نظر الکترونیکی، آنها در تمام سه بعدی محدود می شوند، بنابراین به عنوان مواد صفر بعدی طبقه بندی می شوند.

نقاط کوانتومی کلاس جالبی از مواد هستند و بسیاری از آنها کاربردی هستند (که معمولا قابل تنظیم است). آنها در طبیعت نیمه رسانا هستند و اغلب به اتم های مصنوعی اطلاق می شوند زیرا دارای حالت های الکترونیکی گسسته هستند - یعنی حالت ها فقط می توانند مقادیر خاصی از انرژی را دریافت کنند (برخلاف مواد حجیم). نقاط کوانتومی اکنون در بسیاری از کاربردها مانند نانو حافظه های الکترونیکی مورد توجه قرار گرفته اند نانو سیم های کوانتومی که در غیر این صورت به عنوان نانو سیم شناخته می شوند، یک ساختار یک بعدی رسانای الکتریکی با الکترون هایی هستند که در دو بعد محصور شده اند. آنها به عنوان "سیم" شناخته می شوند زیرا حرکات الکترون در یک جهت عرضی، یعنی در امتداد سیم، محدود می شود و حالت کار آنها را شبیه به سیم های معمولی می کند. از آنها برای عبور الکترون در نانو حافظه های الکترونیکی استفاده می شود، اما فقط می توان از سطوح انرژی خاصی استفاده کرد، زیرا باند های آنها نیز گسسته هستند. یکی از مزایای اصلی سیم های کوانتومی نسبت تصویر بالای آنهاست، که در آن طول سیم می تواند تا 1000 برابر بیشتر از عرض آنها باشد.در ساختار و ساختمان داخلی نانو حافظه های الکترونیکی کوانتومی الکترون ها می توانند تونل بزنند و حفره های نانو پتانسیل را به یکدیگر متصل کنند و یک ابر شبکه ایجاد کنند. این ابر شبکه ها حاوی نانو باند هایی هستند که طول حفره پتانسیل متصل را طی می کنند، به این معنی که الکترون ها می توانند به راحتی بین حفره حرکت کنند و ابر شبکه را قادر می سازد تا خواص حامل بار عالی و در برخی موارد ابر رسانایی را از خود نشان دهد. و بدین صورت نانو حافظه کوانتومی تولید میشود.