Nanotehnologia Informaticii

DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Nanotehnologia Informaticii

Nanocalculatoarele

În aceastã secþiune ne-am propus sã schiþãm modalitatea de îmbinare a nanotehnologiei ºi a hardware-ului reconfigurabil în scopul construirii maºinilor de calcul.
Având în vedere cercetãrile în domeniu, în fig.1.6 este prezentatã arhitectura unui sistem de calcul bazat pe nanotehnologii ce constã dintr-un nanocircuit ce are la bazã o grilã bidimensionalã de grupuri (clusters), legate prin “sârme” configurabile de lungimi diferite, fiecare grup constând dintr-o grilã de nanoblocuri.
Structura aceasta este foarte asemãnãtoare cu cea a circuitelor reconfigurabile disponibile comercial numite FPGA (Field Programmable Gate Array), pentru care existã deja multã experienþã în proiectarea sculelor ºi tehnologiilor de compilare, plasare ºi rutare.

Reprezentarea structurii unui nanocircuit ºi a unui nanobloc

Astfel de circuite pot fi fabricate printr-o mixturã de tehnologii: fiecare nanobloc este fabricat folosind nanotehnologii. Lãcaºurile pentru grupuri ºi sârmele lungi sunt fabricate prin tehnologia CMOS, fiecare nanobloc este apoi inserat într-un astfel de locaº. Au fost puse la punct metode prin care se pot configura nanoblocurile.
Dupã fabricaþie, circuitele vor fi cuplate într-un calculator care va testa grupurile, pentru a gãsi unul perfect funcþional. Urmeazã apoi configurarea acestui grup de cãtre calculator cu ajutorul unui program de autotestare, prin care restul circuitului este testat pentru a gãsi alte defecte.
Nanoblocurile defecte vor fi înregistrate într-o listã de defecte ataºatã circuitului. Atunci când circuitul este utilizat, compilatorul care genereazã configuraþia va folosi aceastã listã de defecte pentru a genera un circuit care foloseºte numai pãrþile funcþionale.

PROPRIETÃÞILE NANOMATERIALELOR

Generalitãþi privind propritãþile nanomaterialelor

Mediu condensat – este starea lichidã ºi cristalinã a substantei. Sistemele moleculare complicate pot fi transformate în stare condensatã ca o trecere din starea gazoasa în stare condensatã.
În stare cristalinã se întilnesc toate corpurile solide. Cu studierea diferitor structuri cristaline se ocupã cristalografia. Fãrã ideile de bazã formate în cristalografie, nu se poate întelege ce reprezinta un corp solid. Meritele cristalografiei au fost atât de convingatoare, cã în mare mãsurã au influenþat dezvoltarea de mai departe a ideilor noastre despre fizica corpului solid. Aºa cã simetria translativã a cristalelor a determinat celulã elementarã a cristalului. Fiecarui tip de cristal îi corespunde o singura celulã elementarã. Unirea celulelor elementare formeazã structura cristalinã. Fiecare structurã cristalinã are proprietãþile sale geometrice. Pentru descrierea diferitelor direcþii în cristal se introduc indici de direcþie. Toate acestea împreunã permit sã descriem corect structura cristalinã.

Simetria cristalelor

Corpurile cristaline au proprietãþi de simetrie. Se numesc simetrice acele corpuri, care sînt formate din parþi identice. Elementele simetriei sunt suprafaþa de simetrie ºi axa de simetrie. La axele de simetrie se adaugã ºirul simetrei. Toate cristalele sunt simetrice, ºi aceasta înseamnã, cã în fiecare cristal se pot defini suprafaþa de simetrie ºi axa de simetrie de diferite ordine.
Dupa simetria formei exterioare cristalele se împart în 32 de clase, unite în ºapte sisteme: cubicã, hexagonalã, tetragonalã, trigonalã, rombicã. Fiecare sistem se caracterizeaza printr-un ansamblu determinat de elemente ale simetriei. În cristalele sistemului cubic sunt prezente trei axe de ordinul patru; în sistemul hexagonal – axe de ordinul ºase; în cel trigonal – axe de ordinul trei; în sistemul rombic sunt prezente trei axe perpendiculare una pe alta de ordinul doi; în cristalele sistem monopana se conþine numai o singurã axa de ordinul doi ºi în sfîrºit în sistemul tripanã lipsesc total suprafeþele de simetrie ºi axele de simetrie.

Structurile cristaline tipice

Multe material constructive, ca metalele, au structuri cristaline simple. Dintre cele mai rãspîndite este structura hexagonalã compactã (SHC.) ºi structura cubicã cu feþe centrate (SCFC). Numãrul de atomi în celula elementarã a SHC este 5, iar în SCFC este 4. Structura cubicã centratã intern (SCCI) se întâlneºte mai rar, iar structura cubicã simplã (SCS) are un singur element. Numãrul de atomi în celula elementarã a acestor structuri este doi sau unu.
În structura cubicã simplã atomii sunt distribuiþi numai în colþurile cubului, ºi se ating reciproc de-a lungul laturilor cubului.

Structura centratã intern se întâlneºte la toate metalele alcaline ºi alte metale, iar unele au o structura centratã intern numai într-o gamã de temperaturi. celula elementarã în SCCI reprezintã un cub cu atomii în fiecare colþ ºi în centru. Aºa cum numãrul de atomi în SCI este de numai doi ºi aceasta structura nu are ambalare compactã. Totalitatea atomilor în SCI sunt aranjaþi în lungul diagonalei cubului. Fiecare atom în aceastã structurã este înconjurat de 8 atomi.

Structura cubicã cu feþe centrate este destul de densa. Celula elementarã conþine patru atomi, care ocupã toate colþurile cubului ºi centru fiecãrei feþe. Aceastã structurã are simetrie, care permite rotirea la 900 a fiecãrei laturi a cubului. Fiecare atom din acesta structura este înconjurat de 12 vecini. Atomii se ating unul cu altul în lungul feþei pe diagonala.
Structura hexagonalã compactã în cristale se întîlneste destul de des. Aceasta structura se formeaza prin asezarea suprafetelor compacte în consecutivitate (ºir) simplã: doua suprafeþe compacte se ating uºor una cu alta, aºa ca, fiecare atom a unei suprafeþe cade între trei atomi a suprafeþei vecine. Fiecare atom in asa structura este inconjurat de 12 vecini apropiati.

Piramida tetragonalã. Aceastã structurã are 6 atomi, iar în stratul doi de coordonare se aflã 8 atomi, care sunt ecranaþi de 6 vecini apropiaþi. În naturã se gãsesc structuri ºi mai compacte, ca de exemplu diamantul.
Structura diamantului. Re’eaua diamantului are structura cubicã.

În colþurile cubului de bazã, având structura cu feþe centrate, sunt adaugaþi atomi, care împart cubul de bazã în 8 pãrþi egale. De aceea o parte din atomi se aseaza în vârfuri ºi centrele feþelor unui cub, iar alta – în vârfuri ºi centrele feþei altui cub. Prima sfera de coordonate a reþelei diamantului conþine 4 atomi, distanþa dintre ei este de . A doua sfera de coordonate se aflã la distanþa ºi conþine 4 atomi. A treia sfera de coordonate conþine de asemenea 4 atomi, care sunt asezaþi la distanþa , ºi în sfârºit sfera patru de coordonate se aflã la distanþa de ºi are 4 atomi. În calculele energetice ale straturilor cristaline esta necesar sã se analizeze cristalul din diferite directii în spatiu. În legaturã cu aceasta în cristalografie se studiaza câteva metode descriere a propritãþilor substanþei. « mai multe referate din Informatica