Acoustic Switching Transistors: อิเล็กทรอนิคส์ชนิดใหม่?

คุณเคยได้ยินเกี่ยวกับฉนวนทอพอโลยีหรือไม่? เหล่านี้เป็นวัสดุแปลกใหม่ที่กระแสไฟฟ้าไหลบนพื้นผิวเท่านั้นโดยมีการสูญเสียน้อยมาก ตาม IEEE Spectrum นักวิทยาศาสตร์ที่ Harvard ได้ใช้แนวคิดเดียวกันนี้ในการสร้าง ทรานซิสเตอร์สำหรับคลื่นเสียง และอาจเป็นสาขาใหม่ของอิเล็กทรอนิกส์ กระดาษจริงคือ ใช้ได้ ถ้าคุณต้องการอ่านแสง

เห็นได้ชัดว่าฉนวนทอพอโลยีปกป้องอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวและขอบของพวกมัน ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2016 โฟตอนยังสามารถป้องกันทอพอโลยีได้ ดังนั้นพวกมันจึงเคลื่อนที่โดยสูญเสียวัสดุเพียงเล็กน้อย การทำให้อิเล็กตรอนไหลในลักษณะนี้เป็นเรื่องที่น่าสนใจ แต่ก็มีความท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสร้างอุปกรณ์ที่สามารถเปิดและปิดการไหลของอิเล็กตรอนได้เช่นเดียวกับที่คุณทำกับทรานซิสเตอร์เข้าและออกจากความอิ่มตัว อย่างไรก็ตามคลื่นเสียงใช้งานได้ง่ายกว่ามาก

อุปกรณ์นี้มีขนาดใหญ่สำหรับสิ่งที่เราคิดว่าเป็นทรานซิสเตอร์และประกอบด้วยกล่องสุญญากาศที่มีเสาเหล็กรังผึ้งและแผ่นที่ทำจากวัสดุที่สามารถขยายและหดตัวเล็กน้อยตามอุณหภูมิ เสาที่ด้านหนึ่งของจานมีขนาดใหญ่กว่าเสาที่อยู่อีกด้านหนึ่งเล็กน้อย พร้อมกับระยะห่างของเสาทำให้เกิดโทโพโลยีที่สามารถให้เสียงเดินทางผ่านเสาได้หรือไม่ อะไรกำหนดสถานะของทรานซิสเตอร์? ความร้อน. แผ่นฐานต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูงมาก และอุปกรณ์ใช้โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างเพื่อตอบสนองความต้องการนั้น

ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส คลื่นเสียงอัลตราโซนิกจะไม่ผ่านทรานซิสเตอร์ การให้ความร้อนอุปกรณ์ถึง 90C ช่วยให้เสียงเดินทางผ่านได้ อุปกรณ์อื่นสามารถแปลงอัลตราซาวนด์เป็นความร้อนซึ่งเรียกว่าทรานซิสเตอร์อะคูสติก นั่นคือคลื่นเสียงที่เข้ามาสามารถควบคุมเสียงที่ผ่านตัวอุปกรณ์ได้ ดูเหมือนว่าจะเป็นไปได้ในเวอร์ชันโฟโตนิกของทรานซิสเตอร์นี้ แต่อิเล็กตรอนไม่ได้ทำงานในลักษณะเดียวกัน แม้ว่านักวิจัยกำลังพยายามหาวิธีที่จะนำแนวคิดเดียวกันกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปมาใช้

แม้ว่ากระดาษจะเรียกอุปกรณ์นี้ว่าทรานซิสเตอร์ แต่ก็เป็นสวิตช์มากกว่าทรานซิสเตอร์จริงเท่าที่เราสามารถบอกได้ นั่นยังคงมีประโยชน์น่าจะ คุณจะทำอะไรกับทรานซิสเตอร์อัลตราโซนิกควบคุมความร้อน? แซงเรา. บทความ Spectrum กล่าวถึงการใช้งานที่เป็นไปได้ในการลดสัญญาณรบกวน ภาพอัลตราซาวนด์ และการหาตำแหน่งสะท้อนเสียง และอื่นๆ

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว สวิตช์แทบทุกชนิดสามารถเป็นได้ ประตูตรรกะ. คุณสามารถจำลองแบบสมัยเก่าได้ รีเลย์ mux ลอจิกซึ่งน่าจะทำงานได้ดีกับเทคโนโลยีอะคูสติก

ที่มา: https://hackaday.com/2022/01/28/acoustic-switching-transistors-a-new-kind-of-electronics/