Link alla notizia: http://www.hwupgrade.it/news/cpu/eccitoni-il-punto-di-collegamento-tra-trasmissione-fotonica-ed-elettronica_25777.html

Un gruppo di scienziati ha messo a punto un nuovo tipo di transistor che promette di eliminare i colli di bottiglia nella conversione di segnali elettrici in segnali ottici

Click sul link per visualizzare la notizia.

ma forse x il prossimo supercomputer della nasa.... ovviamente successivo a quello ke si fanno fare x il 2010(10 petafolops.....)mica bruscolini!!!

può operare solamente attorno ai -233°C

Mi sa proprio che dovrò cambiare il sistema di raffreddamento!! :p :sofico:

Secondo me nel progetto c'è pure Rocco...

ma forse x il prossimo supercomputer della nasa.... ovviamente successivo a quello ke si fanno fare x il 2010(10 petafolops.....)mica bruscolini!!!

hai qualche link?

Se è per questo gli eccitoni sono anche il punto di collegamento tra me e la mia ragazza....

Se è per questo gli eccitoni sono anche il punto di collegamento tra me e la mia ragazza....

:D :D :D

Secondo me nel progetto c'è pure Rocco...

AHAHAH stupenda questa!!!!!:sbonk: :asd: Comunque tornando in topic: speriamo che affinino questa tecnica perchè segnalerebbe davvero una grande svolta!

Eccitonte!

ma forse x il prossimo supercomputer della nasa.... ovviamente successivo a quello ke si fanno fare x il 2010(10 petafolops.....)mica bruscolini!!!


hai qualche link?

http://www.sgi.com/company_info/newsroom/press_releases/2008/may/nasa_intel.html

Mi sa tanto che li useranno solo nelle cpu per hardcore users ...

Mi era venuto il sospetto che tra muoni e busoni ci fossero pure gli eccitoni..

tra eccitoni, auto ad acqua e tappeti volanti la mia vecchiaia sarà una gioia.

Tutti che parlate di super computer quando questa tecnologia è applicabile ad altro (es. switch) perchè volete una cpu che vi dia più fps

I commenti su Rocco e company... lasciamo stare

il livello è veramente basso qui.

@ Jaguarrrrr

Scusami altissimo....
Non volevo tediarti con le mie stupidate....
Ora mi fustigherò in tuo onore!!

@ Jaguarrr

Caspita!
Un minimo di umorismo alle 17.30 di un caldo giovedì di Giugno, non guasta sai?

Di nuovo @Jaguarrrr

Dato che rileggevo i commenti degli altri utenti, mi indicheresti il punto in cui viene dichiarato chesi potrebbe usare questa tcnologia per avere cpu che danno più FPS?
Vorrei anche domandarti di farmi qualche altro esempio di applicazione di tale tecnologia dato che l'unico da te fatto è esattamente quello riportato nell'articolo....però non te lo domando davver perchè ti basterebbe cercare su google una risposta appropriata....
Ma ti risparmio anche la fatica....http://it.wikipedia.org/wiki/Eccitone

eddai, scherzavo su rocco, mito di tutti noi!
E in realtà il tuo commento era il più simpatico di tutti :D

Il mio riferimento era a chi ha parlato di "supercomputer"... Il classico 1° commento che era tanto per mettere un commento

anzi faccio autocritica e ti dico che pure questi miei due messaggi sono inutili e accendono un flame e chiedo scusa.

Cmq sti tipi sono cazzuti... manipolano la materia... ooo...

Scusa eh, ma credi che nei supercomputer ci siano solo CPU?

Ci sono anche memorie centrali e schede di rete... Quasi sempre i supercomputer sono una serie di cluster, aumentare la velocità di trasmissione permetterà di guadagnare potenza in alcuni campi non credi?

ecco... un altro esperto di architettura hardware

che c'entrano le cpu con gli switch !!!

Secondo me nel progetto c'è pure Rocco...

credo invece che il maggior produttore sarà Riccardo Schicchi.

Se è per questo gli eccitoni sono anche il punto di collegamento tra me e la mia ragazza....

:sbonk:

complimenti per l'articolo, che mi sembra ben argomentato.

però mannaggia 'sti fisici che devono sempre dar nomi assurdi alle cose...

ma in pratica sono riusciti a creare una "barriera energetica" che impedisca il passaggio diretto degli elettroni nelle lacune elettroniche addirittura più alta del voltaggio applicato all'intero transistor???
è formidabile
non avevo idea di simili proprietà dei semiconduttori a quelle temperature, se non che la conducibilità elettrica è molto bassa

bisognerebbe vedere con quali altri fattori sono intervenuti.

In realtà la news è un poco imprecisa!
Non è che l'arseniuro di gallio funziona SOLO a -200 gradi!! E' il creare le quantum wells e mantenerle stabili ciò che richiede quelle temperature! La temperatura è una brutta bestia nella stazionarietà dei sistemi! Di dispositivi ad arseniuro di gallio se ne trovano a volontà nel mondo della optoelettronica!Probabilmente da troppa energia termica agli elettroni ed al reticolo atomico e questi ultimi saltano fuori dalla buca! Cmq secondo me il problema sarà riuscire ad usare questa struttura a temperatura ambiente, dove la ricombinazione termica è dominante rispetto a quella fotonica! Boh, vedremo!

Purtroppo un mero esercizio di stile, simile ai quantum computer. Confinare quanticamente delle particelle a temperatura ambiente è irrealizzabile, bisogna inventare un tipo di confinamento che funzioni bene a temperature ragionevoli...

da profano: non sfrutta semplicemente l'effetto fotoelettrico?

eccitoni... basta mettere il viagra dentro il case... ma dai un altro nome non si poteva trovare? chiaro che la gente ci ride dietro...

Sono certo che per adesso non le usera nessuno....se mi riuscite a trovare un computer che per uso normale o uso server opera a meno -233 gradi vi do il premio nobel :D....

Sono certo che per adesso non le usera nessuno....se mi riuscite a trovare un computer che per uso normale o uso server opera a meno -233 gradi vi do il premio nobel :D....

Qua non si parla di sistemi di raffreddamento ma di congelamento... :D

Come diavolo si raggiunge una temperatura del genere (in laboratorio intendo)? L'azoto liquido arriva solo a -195 o sbaglio?

Come diavolo si raggiunge una temperatura del genere (in laboratorio intendo)? L'azoto liquido arriva solo a -195 o sbaglio?

L'idrogeno liquido, per esempio, ha punto di ebollizione attorno ai -253...

Quando sono andato al CNR di roma stavano facendo un esperimento per raggiungere i 0.6K cioè -272,5 °C e sfruttavano una miscela di Elio2 ed Elio3 praticamente l'elio2 raffreddava l'elio3 (isotopo dell'elio) il quale poteva raggiungere tali temperature. ho sentito che hanno raggiunto la temperatura di pochi decimi di K in pradica gli manca poco per raggiungere lo zero assoluto, ma molti sostengono che non ci si potrà mai arrivare perchè allo 0 K tutto è fermo e quindi non è possibile effettuare una misura con tecniche tradizionali.


comunque bella idea... una cosa simile che sfruttava le proprietà dei fotoni per migliorare la trasmissione dei dati tramite fibre-ottiche e simili è stata sviluppata anche alla sapienza e dal politecnico di milano.

Ma immaginate veramente un futuro in cui un comandante di astronave (come il Kirk dell'Enterprise) dice: "Potenza massima agli eccitoni....."??

ASD

non avevo idea di simili proprietà dei semiconduttori a quelle temperature, se non che la conducibilità elettrica è molto bassa


sbaglio o è la resistenza ad essere molto bassa?infatti più la temperatura è bassa più la resistenza tende a 0 e la conducibilità infatti, in base alla relazione R=1/C (dove R è la resistenza e C la conducibilità) diventa praticamente infinita...correggetemi se sbaglio:D

In realtà la news è un poco imprecisa!
Non è che l'arseniuro di gallio funziona SOLO a -200 gradi!! E' il creare le quantum wells e mantenerle stabili ciò che richiede quelle temperature! La temperatura è una brutta bestia nella stazionarietà dei sistemi! Di dispositivi ad arseniuro di gallio se ne trovano a volontà nel mondo della optoelettronica!Probabilmente da troppa energia termica agli elettroni ed al reticolo atomico e questi ultimi saltano fuori dalla buca! Cmq secondo me il problema sarà riuscire ad usare questa struttura a temperatura ambiente, dove la ricombinazione termica è dominante rispetto a quella fotonica! Boh, vedremo!

Purtroppo un mero esercizio di stile, simile ai quantum computer. Confinare quanticamente delle particelle a temperatura ambiente è irrealizzabile, bisogna inventare un tipo di confinamento che funzioni bene a temperature ragionevoli...

Quoto in pieno saltamine e LucaC82. E' sempre lo stesso problema della temperatura...secondo me si incontreranno gli stessi problemi che si trovano per esempio nell'uso dei superconduttori; purtoppo tali temperature sono raggiungibili solo in laboratorio e anche se recentemente si è arrivati a creare artificialmente dei conduttori che presentano temperature critiche abbastanza elevate (mi pare intorno ai 130Kelvin ovvero -143Celsius) queste sono ancora proibitive e irraggiungibili nel mondo "reale". Per cui tornando al nostro foto transistore, penso che non si troveranno applicazioni se non a lungo/lunghissimo termine...c'è da fare, a mio avviso, un lavoro molto grande (ancor più grande di quello che hanno fatto finora) per l'integrazione del dispositivo in sistemi reali.

in pratica sti eccitoni sono la coppia elettrone lacuna ma con l'elettrone non libero di muover si nel reticolo ma vincolato all'atomo di origine? e perchè mai non si ricombinano?

misteri

sbaglio o è la resistenza ad essere molto bassa?infatti più la temperatura è bassa più la resistenza tende a 0 e la conducibilità infatti, in base alla relazione R=1/C (dove R è la resistenza e C la conducibilità) diventa praticamente infinita...correggetemi se sbaglio:D

nei CONDUTTORI è così. i semiconduttori mostrano un comportamento diverso. la conducibilità elettrica di un semiconduttore è darta dalla quantità di elettroni che viene eccitata dalla banda energetica di valenza a quella di conduzione. la banda di valenza è data da tutti i possibili livelli energetici che gli elettroni di valenza possono assumere. sono gli elettroni stabili a più alta energia in un atomo, quelli più lontani dal nucleo. Quando vengono eccitati passano a livelli energetici instabili, detti di antilegame. tornando allo stato fondamentale liberano energia in vari modi. uno di questi può essere la fluorescenza o la fosforescenza, che sono i fenomeni sfruttati in questa ricerca.
In un semiconduttore gli elettroni passano molto facilmente al livello di antilegame, che in concreto corrisponde a quegli elettroni dotati di sufficiente energia da spostarsi da un'atomo ad un'altro. ad ogni elettrone eccitato corrisponde una lacuna elettronica sull'atomo che ha abbandonato. anche le lacune elettroniche "si spostano". il fatto è che se è applicata una ddp è facile che una lacuna venga colmata a spese di un'altro atomo vicino: si può immaginare un comportamento simile agli elettroliti in una soluzione salina a cui sia applicata una ddp. quindi in un semiconduttore abbiamo 2 carriers di carica: elettroni e lacune elettroniche, che danno la capacità a questi materiali di condurre la corrente elettrica in date condizioni.
la quantità di elettroni eccitati dipende dalla temperatura (forse si può fare anche in altri modi): più il materiale è caldo maggiore è la conducibilità.
a basse temperature pochi elettroni vengono eccitati, quindi pochi carriers, scarsa conducibilità.
i semiconduttori estrinseci come il silicio drogato all'arsenio (tipo N) aumentano il numero di carriers anche a temperature più basse. questo perchè l'arsenio si va a sostituire nella struttura cristallina del silicio metallico, ma porta un elettrone in eccesso. questo elettrone è relativamente instabile e si trova pertanto ad un livello energetico (discreto) sopra la banda di valenza degli elettroni del silicio e quindi più vicino alla banda di conduzione. viceversa il silicio drogato con gallio (tipo P) presenta una lacuna per ogni atomo di gallio che però si trova ad un livello energetico lievemente superiore alla banda di valenza, dato che il gallio digerisce mal volentieri un'altro elettrone. di conseguenza queste lacune avranno una maggior tendenza a rimanere vuote. Ponendo a contatto due semiconduttori di tipo P e N e sottoponendo il blocco a una ddp, si sviluppa una corrente in senso perpendicolare alla ddp, data dalla migrazione di elettroni dallo strato N allo stato P sotto "la spinta" della ddp. questo è un transistor tradizionale.

ora vorrei capire:
1. quando si dice arseniuro di gallio, si intende una lega 50% o 2 componenti tipo P (arsenio drogato al gallio) e N (gallio drogato all'arsenio)?
2. come è possibile aumentare il livello energetico delle lacune elettroniche (il muro di potenziale..)? come influisce la temperatura?

nei CONDUTTORI è così. i semiconduttori mostrano un comportamento diverso. la conducibilità elettrica di un semiconduttore è darta dalla quantità di elettroni che viene eccitata dalla banda energetica di valenza a quella di conduzione. la banda di valenza è data da tutti i possibili livelli energetici che gli elettroni di valenza possono assumere. sono gli elettroni stabili a più alta energia in un atomo, quelli più lontani dal nucleo. Quando vengono eccitati passano a livelli energetici instabili, detti di antilegame. tornando allo stato fondamentale liberano energia in vari modi. uno di questi può essere la fluorescenza o la fosforescenza, che sono i fenomeni sfruttati in questa ricerca.
In un semiconduttore gli elettroni passano molto facilmente al livello di antilegame, che in concreto corrisponde a quegli elettroni dotati di sufficiente energia da spostarsi da un'atomo ad un'altro. ad ogni elettrone eccitato corrisponde una lacuna elettronica sull'atomo che ha abbandonato. anche le lacune elettroniche "si spostano". il fatto è che se è applicata una ddp è facile che una lacuna venga colmata a spese di un'altro atomo vicino: si può immaginare un comportamento simile agli elettroliti in una soluzione salina a cui sia applicata una ddp. quindi in un semiconduttore abbiamo 2 carriers di carica: elettroni e lacune elettroniche, che danno la capacità a questi materiali di condurre la corrente elettrica in date condizioni.
la quantità di elettroni eccitati dipende dalla temperatura (forse si può fare anche in altri modi): più il materiale è caldo maggiore è la conducibilità.
a basse temperature pochi elettroni vengono eccitati, quindi pochi carriers, scarsa conducibilità.
i semiconduttori estrinseci come il silicio drogato all'arsenio (tipo N) aumentano il numero di carriers anche a temperature più basse. questo perchè l'arsenio si va a sostituire nella struttura cristallina del silicio metallico, ma porta un elettrone in eccesso. questo elettrone è relativamente instabile e si trova pertanto ad un livello energetico (discreto) sopra la banda di valenza degli elettroni del silicio e quindi più vicino alla banda di conduzione. viceversa il silicio drogato con gallio (tipo P) presenta una lacuna per ogni atomo di gallio che però si trova ad un livello energetico lievemente superiore alla banda di valenza, dato che il gallio digerisce mal volentieri un'altro elettrone. di conseguenza queste lacune avranno una maggior tendenza a rimanere vuote. Ponendo a contatto due semiconduttori di tipo P e N e sottoponendo il blocco a una ddp, si sviluppa una corrente in senso perpendicolare alla ddp, data dalla migrazione di elettroni dallo strato N allo stato P sotto "la spinta" della ddp. questo è un transistor tradizionale.

ora vorrei capire:
1. quando si dice arseniuro di gallio, si intende una lega 50% o 2 componenti tipo P (arsenio drogato al gallio) e N (gallio drogato all'arsenio)?
2. come è possibile aumentare il livello energetico delle lacune elettroniche (il muro di potenziale..)? come influisce la temperatura?

pienamente d'accordo, errore imperdonabile...dimenticavo che parliamo di semiconduttori!!!:D :D e pensare che ho appena fatto un esame che parla proprio di sta roba (BJT MOSFET e via dicendo)...:doh: pensandoci bene è piuttosto ovvio che all'aumentare della temperatura l'energia del singolo elettrone sia maggiore e quindi anche il livello energetico occupato dallo stesso sia più alto. Questa legge è descritta, (e anche qui se sbaglio correggimi) dalla statistica di fermi, ovvero la funzione che definisce la probabilità che un fissato elettrone si trovi ad un determinato livello energetico ad una determinata temperatura...in particolare la probabilità che, in un semiconduttore, un elettrone si trovi in banda di conduzione a temperature vicine allo 0 kelvin è pressochè nulla. Questo vuol dire scarsa conducibilità. Scusate ancora per l'errore!

A questo punto potresti chiarirmi un dubbio? perchè ad alte temperatura la buca di potenziale che impedisce la ricombinazione della coppia elettrone-lacuna si colma con conseguente ricombinazione? a rigor di logica se aumenta la temperatura allora il potenziale dovrebbe salire in tutta la struttura e quindi le d.d.p rimmarrebbero invariate...:confused:

in pratica sti eccitoni sono la coppia elettrone lacuna ma con l'elettrone non libero di muover si nel reticolo ma vincolato all'atomo di origine? e perchè mai non si ricombinano?

misteri

credo (e il credo è d'obbiligo se si parla di eccitoni) sia merito del muro di potenziale. Vediamo se riesco a spiegarmi...:what: in pratica è come se ci fosse una barriera di energia che impedisce all'elettrone di raggiungere la lacuna che sta dall'altra parte e quindi di ricombinarsi. Questo accade anche se l'elettrone possiede la stessa energia della lacuna, perchè per ricombinarsi avrebbe bisogno prima di avere un'energia tale da poter superare questa barriera per poi potersi ricombinare normalmente...

teoricamente la temperatura più elevata dovrebbe fornire l'energia necessaria all'elettrone per superare la barriera di potenziale...però non so se è veramente questo il motivo, vedi dubbio sul post precedente

ripeto, se sbaglio correggetemi:D

eddai, scherzavo su rocco, mito di tutti noi!
E in realtà il tuo commento era il più simpatico di tutti :D

Il mio riferimento era a chi ha parlato di "supercomputer"... Il classico 1° commento che era tanto per mettere un commento

anzi faccio autocritica e ti dico che pure questi miei due messaggi sono inutili e accendono un flame e chiedo scusa.

Cmq sti tipi sono cazzuti... manipolano la materia... ooo...

Allora direi...Assolutamente perdonato!!!;)

pienamente d'accordo, errore imperdonabile...dimenticavo che parliamo di semiconduttori!!!:D :D e pensare che ho appena fatto un esame che parla proprio di sta roba (BJT MOSFET e via dicendo)...:doh: pensandoci bene è piuttosto ovvio che all'aumentare della temperatura l'energia del singolo elettrone sia maggiore e quindi anche il livello energetico occupato dallo stesso sia più alto. Questa legge è descritta, (e anche qui se sbaglio correggimi) dalla statistica di fermi, ovvero la funzione che definisce la probabilità che un fissato elettrone si trovi ad un determinato livello energetico ad una determinata temperatura...in particolare la probabilità che, in un semiconduttore, un elettrone si trovi in banda di conduzione a temperature vicine allo 0 kelvin è pressochè nulla. Questo vuol dire scarsa conducibilità. Scusate ancora per l'errore!

A questo punto potresti chiarirmi un dubbio? perchè ad alte temperatura la buca di potenziale che impedisce la ricombinazione della coppia elettrone-lacuna si colma con conseguente ricombinazione? a rigor di logica se aumenta la temperatura allora il potenziale dovrebbe salire in tutta la struttura e quindi le d.d.p rimmarrebbero invariate...:confused:

ma figurati.. cmq non ho scritto per fare il professorone, è per dare l'occasione a qualcuno di togliersi qualche dubbio e dare lo spunto per approfondire l'argomento. e poi speravo che qualche ingnere elettronico potesse illuminarci su come possa funzionare in pratica questo nuovo fototransistor (come si fa a indurre la fluorescenza piuttosto che la degradazione in calore??). io studio materiali, e purtroppo per ora non siamo andati molto a fondo sull'argomento.

vediamo se ho capito la domanda:
http://www.imagehosting.com/out.php/i1811960_band.jpg
prendi un semiconduttore estrinseco di tipo P dove ci sono per forza delle lacune elettroniche (dovute al drogaggio con un elemento elettrodeficente rispetto al semiconduttore. diciamo gallio e silicio). se aumenti la temperatura una maggior quantità di elettroni potrà passare allo stato eccitato e salire ai livelli energetici della banda di conduzione. a maggior ragione verranno riempiti i livelli energetici delle lacune elettroniche estrinsiche, che si trovano a un livello più basso. in pratica la nube elettronica sugli atomi di gallio potrebbe aumentare di densità, a discapito degli atomi di silicio circostanti. la conseguenza è che si vengono a creare delle nuove lacune sui silicio, di livello energetico appartenente alla banda di valenza del materiale. data la temperatura è più probabile che siano colmate le lacune ad "alta" energia che quelle a "bassa".
La differenza di energia tra le bande di valenza e quella di conduzione è data da calcoli approssimati basati sulla complessa teoria dell'orbitale molecolare: quindi è caratteristica di ogni materiale, e che io sappia è invariante rispetto alla temperatura. anche i livelli energetici aggiunti con il doping del semiconduttore sono fissi.

mi fa piacere discutere di queste cose, così ripasso pure

questo vorrebbe dire avere diodi o transistor che non scaldano mai...

ehi, a chi hai detto elettrodeficiente?

ma figurati.. cmq non ho scritto per fare il professorone, è per dare l'occasione a qualcuno di togliersi qualche dubbio e dare lo spunto per approfondire l'argomento. e poi speravo che qualche ingnere elettronico potesse illuminarci su come possa funzionare in pratica questo nuovo fototransistor (come si fa a indurre la fluorescenza piuttosto che la degradazione in calore??). io studio materiali, e purtroppo per ora non siamo andati molto a fondo sull'argomento.

vediamo se ho capito la domanda:
http://www.imagehosting.com/out.php/i1811960_band.jpg
prendi un semiconduttore estrinseco di tipo P dove ci sono per forza delle lacune elettroniche (dovute al drogaggio con un elemento elettrodeficente rispetto al semiconduttore. diciamo gallio e silicio). se aumenti la temperatura una maggior quantità di elettroni potrà passare allo stato eccitato e salire ai livelli energetici della banda di conduzione. a maggior ragione verranno riempiti i livelli energetici delle lacune elettroniche estrinsiche, che si trovano a un livello più basso. in pratica la nube elettronica sugli atomi di gallio potrebbe aumentare di densità, a discapito degli atomi di silicio circostanti. la conseguenza è che si vengono a creare delle nuove lacune sui silicio, di livello energetico appartenente alla banda di valenza del materiale. data la temperatura è più probabile che siano colmate le lacune ad "alta" energia che quelle a "bassa".
La differenza di energia tra le bande di valenza e quella di conduzione è data da calcoli approssimati basati sulla complessa teoria dell'orbitale molecolare: quindi è caratteristica di ogni materiale, e che io sappia è invariante rispetto alla temperatura. anche i livelli energetici aggiunti con il doping del semiconduttore sono fissi.

mi fa piacere discutere di queste cose, così ripasso pure

fa piacere anche a me, sono argomenti interessanti, ed è un'occasione per il ripasso anche per me che faccio ingegneria delle telecomunicazioni....come vedi però ho ancora della strada da fare :D

Tornando al nostro transistor: se ho capito bene quindi il fatto che la temperatura sia più alta aumenta la probabilità di ricombinazione delle lacune a più ad alta energia (diciamo quelle che si formano nella zona di svuotamento dopo il doping tipo P con atomi accettori), quindi proprio in virtù di questa più alta energia gli elettroni possono facilmente scavalcare il muro di potenziale e andarsi a ricombinare con le lacune ad alta anergia, generando calore quando perdono energia...e quindi niente luce giusto?

spero di essermi spiegato, scusa per l'uso estenuante del termine "energia"

questo vorrebbe dire avere diodi o transistor che non scaldano mai...

non credo :what:...infatti la corrente di elettroni e lacune che scorre nel fototransistore dovrebbe produrre comunque un effetto termico a causa delle microcollisioni di suddette cariche con il reticolo...questo avviene a maggior ragione in un materiale a bassa conducibilità, in cui gli ettroni e ancor di più le lacune hanno minore mobilità.

Probabilmente dove sperimentano loro questo effetto termico non influisce molto, perchè lavorano a temperature che definire glaciali è poco, quindi pensa che sistema di raffreddamento che hanno :D
In ogni caso il problema non è tanto questo, quanto quello di trovare un modo di far funzionare il transistore anche a temperatura ambiente. Una volta fatto questo teoricamente i problemi termici potrebbero essere gestiti come lo sono tuttora (dissiparori ventole ecc..).

mi appello a chi ne sa più di me per eventuali correzzioni e/o precisazioni

fa piacere anche a me, sono argomenti interessanti, ed è un'occasione per il ripasso anche per me che faccio ingegneria delle telecomunicazioni....come vedi però ho ancora della strada da fare :D

Tornando al nostro transistor: se ho capito bene quindi il fatto che la temperatura sia più alta aumenta la probabilità di ricombinazione delle lacune a più ad alta energia (diciamo quelle che si formano nella zona di svuotamento dopo il doping tipo P con atomi accettori), quindi proprio in virtù di questa più alta energia gli elettroni possono facilmente scavalcare il muro di potenziale e andarsi a ricombinare con le lacune ad alta anergia, generando calore quando perdono energia...e quindi niente luce giusto?



probabilmente sbaglio, ma non credo sia necessaria alcuna spesa energetica (o muro se preferisci) per passare dallo stato eccitato a quello fondamentale, e quindi riempire una lacuna.

non lo so come si possa controllare il modo in cui viene riemessa l'energia spesa. anche perchè ho studiato solo il modo in cui metalli e semiconduttori interagiscono con la luce visibile (e dintorni).
io non capisco bene cosa sia poi nei fatti questo fototransistor.. credo che sfrutti lo stesso principio usato nei fotodiodi (led).

probabilmente sbaglio, ma non credo sia necessaria alcuna spesa energetica (o muro se preferisci) per passare dallo stato eccitato a quello fondamentale, e quindi riempire una lacuna.

non lo so come si possa controllare il modo in cui viene riemessa l'energia spesa. anche perchè ho studiato solo il modo in cui metalli e semiconduttori interagiscono con la luce visibile (e dintorni).
io non capisco bene cosa sia poi nei fatti questo fototransistor.. credo che sfrutti lo stesso principio usato nei fotodiodi (led).

no non sbagli, per ricombinarsi l'energia viene persa dall'elettrone sotto forma di temperatura o luce non c'è bisogno di spendere dell'energia...il muro di potenziale non è l'energia spesa, ma dovrebbe essere una barriera di energia che separa l'elettrone dalla lacuna, per cui l'elettrone per ricombinarsi dovrebbe prima di tutto superare questa barriera (e qui l'elettrone deve guadagnare energia, che è probabilmente quella termica, ed è probabilmente questo il motivo per cui questo transistor non funziona a temperature elevate) per poter "scavalcare" la barriera e poi poter ricombinarsi con la lacuna.

per quanto riguarda che cosa sia poi il transistor a eccitoni (o fototransistor come lo chiamo io) dovrebbe servire, a quanto ho capito, per trasformare segnali elettrici in segnali ottici, ovvero in onde elettromagnetiche che possono poi essere trasmesse tramite fibre ottiche o altri supporti ottici (che presentano attenuazione molto più bassa rispetto a quella del normale filo elettrico), il tutto senza ricorrere a un convertitore che è più lento e quindi crea un collo di bottiglia

ora un'altra domanda potrebbe essere: perchè se gli elettroni si ricombinano quando arrivano all'emettitore, allora emettono luce, altrimenti se si ricombinano prima no?

edited: doppio

no non sbagli, per ricombinarsi l'energia viene persa dall'elettrone sotto forma di temperatura o luce non c'è bisogno di spendere dell'energia...il muro di potenziale non è l'energia spesa, ma dovrebbe essere una barriera di energia che separa l'elettrone dalla lacuna, per cui l'elettrone per ricombinarsi dovrebbe prima di tutto superare questa barriera (e qui l'elettrone deve guadagnare energia, che è probabilmente quella termica, ed è probabilmente questo il motivo per cui questo transistor non funziona a temperature elevate) per poter "scavalcare" la barriera e poi poter ricombinarsi con la lacuna.

per quanto riguarda che cosa sia poi il transistor a eccitoni (o fototransistor come lo chiamo io) dovrebbe servire, a quanto ho capito, per trasformare segnali elettrici in segnali ottici, ovvero in onde elettromagnetiche che possono poi essere trasmesse tramite fibre ottiche o altri supporti ottici (che presentano attenuazione molto più bassa rispetto a quella del normale filo elettrico), il tutto senza ricorrere a un convertitore che è più lento e quindi crea un collo di bottiglia

ora un'altra domanda potrebbe essere: perchè se gli elettroni si ricombinano quando arrivano all'emettitore, allora emettono luce, altrimenti se si ricombinano prima no?


per quanto riguarda questa barriera energetica di cui parli, vorrei capire meglio cosa intendi perchè secondo me ti stai contraddicendo.
io chiamo barriera energetica la situazione in cui partendo da un certo livello di energia, è necessario spenderne e salire di livello prima di poterne liberare e raggiungere un livello più stabile a bassa energia, solitamente inferiore a quello di partenza. personalmente non mi piacciono termini come barriera o muro, perchè sembra quasi si parli di un legame fisico. a volte è così, ma in generale è un modello teorico che vale in diversi ambiti e indica la probabilità di passare a un diverso livello energetico. prima parlando di spesa energetica volevo dire questo, cioè quella "barriera energetica" che è necessario superare per raggiungere un livello più stabile.
chiarito questo, secondo me in un normale semiconduttore non è prevista alcuna spesa energetica per gli elettroni che dallo stato eccitato tornano allo stato fondamentale. cioè nessun elemento che limiti questa probabilità. probabilità del 100%. tutti gli elettroni eccitati tornano allo stato fondamentale, basta dargli il tempo necessario: 12 picosecondi. però si può creare un equilibrio tra la quantità di elettroni che vengono eccitati da una appropriata fonte energetica esterna e la quantità che torna allo stato iniziale, con conseguente presenza di una certa quantità di elettroni eccitati: ma non sempre gli stessi, solo una probabilità.

FORSE comincio a capire come funzionano sti cosi
1. una radiazione di opportuna frequenza (luce?) colpisce il semiconduttore tipo N. parte dell'energia portata dalla radiazione serve ad eccitare alcuni elettroni alla banda di conduzione, in modo analogo a quanto succede nelle celle fotovoltaiche (dove si sfrutta la naturale tendenza degli elettroni eccitati nella componente N a migrare attraverso la giunzione P-N verso la componente P per generare una corrente elettrica a basso voltaggio)

2. si impedisce in qualche modo misterioso a una quantità sufficente di elettroni eccitati di tornare allo stato fondamentale, che è ciò che accade regolarmente in tutti i metalli e parte dei metalloidi. quando un metallo viene colpito da una radiazione di energia abbastanza elevata da colmare il gap energetico tra la banda di valenza e quella di antilegame, esso la assorbe. gli elettroni tornano quasi istantaneamente nella banda di valenza, liberando energia sotto forma di radiazione di lunghezza d'onda pari a quella assorbita. il risultato è che i metalli sono riflettenti. chiaramente non tutta l'energia assorbita viene riemessa. il metallo più efficente credo che sia l'argento.

3. la corrente elettronica si dirige verso la giunzione p-n che è del tipo usato nei comuni LED (che infatti spesso sono fatti in GaAs) dove riempono le lacune presenti nel componente p, che si trovano a più bassa energia. parte dell'energia liberata è trasformata in radiazione luminosa. che probabilmente può essere indirizzata verso qualche direzione, cioè verso un'altro fotodiodo.

secondo me il modo misterioso potrebbe essere un voltagggio applicato al semiconduttore in modo da indurre lo spostamento degli elettroni nella banda di conduzione verso la giunzione, stabilizzando maggiormente le lacune nel componente P e quindi garantendo maggior guadagno energetico.
il tutto si comporta come un transistor perchè da una parte abbiamo una radiazione incidente, dall'altra un potenziale elettrico applicato. se questo è sufficientemente forte la radiazione viene riemessa in un'altro punto (polo) altrimenti viene semplicemente riflessa e diffusa. quindi se mi immagino uno di questi cosi di dimensioni abbastanza grandi da essere maneggiato, suppongo dovrebbe avere due poli per la corrente elettrica e 2 "buchi" per le radiazioni entrante ed uscente.
se le cose stanno così ho fortissimi dubbi sull'efficenza di questo sistema... ad ogni passaggio si perde energia.


PS: scusate nell'atro post avevo confuso fotodiodi e led

io chiamo barriera energetica la situazione in cui partendo da un certo livello di energia, è necessario spenderne e salire di livello prima di poterne liberare e raggiungere un livello più stabile a bassa energia, solitamente inferiore a quello di partenza.

è quello che intendevo anche io. Forse mi ero spiegato male, comunque non intendevo dire che la ricombinazione necessitasse di spendere dell'energia, perchè è esattamente il contrario, l'elettrone perde energia (e non ne guadagna) per cui scende di livello energetico e si ricombina con la lacuna...però come hai detto tu per potersi ricombinare l'elettrone deve trovarsi ad un livello energetico abbastanza alto (se c'è questa barriera) mentre in un semiconduttore normale dove la barriera non c'è allora basta aspettare e si ricombinano spontaneamente senza nessuna spesa energetica. Fin qui penso che ci siamo capiti


FORSE comincio a capire come funzionano sti cosi
1. una radiazione di opportuna frequenza (luce?) colpisce il semiconduttore tipo N. parte dell'energia portata dalla radiazione serve ad eccitare alcuni elettroni alla banda di conduzione, in modo analogo a quanto succede nelle celle fotovoltaiche (dove si sfrutta la naturale tendenza degli elettroni eccitati nella componente N a migrare attraverso la giunzione P-N verso la componente P per generare una corrente elettrica a basso voltaggio)

2. si impedisce in qualche modo misterioso a una quantità sufficente di elettroni eccitati di tornare allo stato fondamentale, che è ciò che accade regolarmente in tutti i metalli e parte dei metalloidi. quando un metallo viene colpito da una radiazione di energia abbastanza elevata da colmare il gap energetico tra la banda di valenza e quella di antilegame, esso la assorbe. gli elettroni tornano quasi istantaneamente nella banda di valenza, liberando energia sotto forma di radiazione di lunghezza d'onda pari a quella assorbita. il risultato è che i metalli sono riflettenti. chiaramente non tutta l'energia assorbita viene riemessa. il metallo più efficente credo che sia l'argento.

3. la corrente elettronica si dirige verso la giunzione p-n che è del tipo usato nei comuni LED (che infatti spesso sono fatti in GaAs) dove riempono le lacune presenti nel componente p, che si trovano a più bassa energia. parte dell'energia liberata è trasformata in radiazione luminosa. che probabilmente può essere indirizzata verso qualche direzione, cioè verso un'altro fotodiodo.

secondo me il modo misterioso potrebbe essere un voltagggio applicato al semiconduttore in modo da indurre lo spostamento degli elettroni nella banda di conduzione verso la giunzione, stabilizzando maggiormente le lacune nel componente P e quindi garantendo maggior guadagno energetico.
il tutto si comporta come un transistor perchè da una parte abbiamo una radiazione incidente, dall'altra un potenziale elettrico applicato. se questo è sufficientemente forte la radiazione viene riemessa in un'altro punto (polo) altrimenti viene semplicemente riflessa e diffusa. quindi se mi immagino uno di questi cosi di dimensioni abbastanza grandi da essere maneggiato, suppongo dovrebbe avere due poli per la corrente elettrica e 2 "buchi" per le radiazioni entrante ed uscente.
se le cose stanno così ho fortissimi dubbi sull'efficenza di questo sistema... ad ogni passaggio si perde energia.


Complimenti per la spiegazione :eek:
se ho ben capito quindi l'elemento che impedisce la ricombinazione è una certa tensione applicata al transistore...ma questo non è quello che accade in un normale BJT per esempio? e poi un'altra domanda: se funzionasse come hai ipotizzato tu allora significa che posso ricevere una radiazione (ad esempio un segnale luminoso) e che questo segnale viene riemesso alla medesima frequenza all'altro capo del transistore (emettitore).
Però il problema è che il segnale che entra non può essere una radiazione, questo perchè lo scopo del transistore è quello di convertire dei segnali elettrici in segnali luminosi, (il tutto facendo il normale lavoro del transistor).

Mi spiego meglio.
Un normale transistore riceve in ingresso un segnale elettrico e da in uscita ancora un segnale elettrico: è quindi necessario, in determinate applicazioni, un convertitore posto subito dopo il transistore che trasformi il segnale in una radiazione luminosa (che può poi essere incanalata, ad esempio, in una fibra ottica). E fin qui direi che ci siamo.
Nel fototransistore invece dovrebbe entrare un segnale elettrico ed uscirne uno ottico!!! cioè la conversione viene effettuata dentro al transistore tramite la ricombinazione degli eccitoni e relativa emissione di energia sotto forma di radiazione. Questa dovrebbe essere l'innovazione.

dimenticavo! ora me ne vado a cena fuori...penso di rispondere domani :D

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buon appetito :D
intanto io cerco qualche info sui "BJT", che non ho idea di cosa siano :fagiano:

io ho pensato che questo affare dovesse regolare un fascio luminoso in entrata perchè nell'articolo si parla di elettroni eccitati dai fotoni. se è come dici tu, da profano di elettronica potrei dire che è la fusione di LED e transistor.
posto che di elettronica non so nulla, specie sull'uso-funzione dei transistor, che differenza ci sarebbe da un normale led che si spegne o accende a seconda che passi o meno corrente?

buon appetito :D

grazie!!!:D

intanto io cerco qualche info sui "BJT", che non ho idea di cosa siano :fagiano:

Il BJT è il normale transistore a giunzione che conosciamo. Questo transistore è composto da 3 zone dette base collettore ed emettitore. A seconda delle tensioni che vengono applicate tra base ed emettitore e base e collettore si determina la "polarizzazione" del dispositivo, ovvero se funziona in:
1)regione normale (elettroni che vanno dal collettore all'emettitore quindi è ON)
2)regione inversa (elettroni che vanno dal collettore all'emettitore quindi è ON)
3)regione di interdizione (non vi scorre corrente quindi è OFF)
4)saturazione (non ricordo bene ma dovrebbe raggiungere un certo valore di picco e fornire corrente costante)

per cui a seconda delle tensioni che applichiamo possiamo decidere se nel transistore scorre o meno corrente (come un interruttore) e in quale direzione deve scorrere. Non mi ricordo come si postano le foto, altrimenti ti facevo un disegnino che era più esplicativo :read: , ino ogni caso se ti sei informato saprai di che parlo

io ho pensato che questo affare dovesse regolare un fascio luminoso in entrata perchè nell'articolo si parla di elettroni eccitati dai fotoni. se è come dici tu, da profano di elettronica potrei dire che è la fusione di LED e transistor.
posto che di elettronica non so nulla, specie sull'uso-funzione dei transistor, che differenza ci sarebbe da un normale led che si spegne o accende a seconda che passi o meno corrente?

in realtà questo paragone non dovrebbe essere del tutto sbagliato, però il led è in grado di fornire una radiazione luminosa che penso sia di ampiezza o frequenza costante (una sinusoide per intenderci) e quindi che non trasporta informazione, di contro il transistore riceve un segnale aleatorio elettrico e lo restituisce uguale in forma ottica (se è ON).

Inoltre il led deve fornire per forza una radiazione che abbia frequenza compresa tra i 400Thz e i 790Thz cioè quella visibile dall'occhio umano, mentre ad oggi le applicazioni tecnologiche più all'avanguardia lavorano con frequenze massime che vanno dai 3Ghz ai 30Ghz. Come vedi siamo ben lontani da poter utilizzare quelle frequenze visibili (immagina di poter "vedere" il segnale della radio o quello televisivo) e quindi il risultato è che, in uscita dal transistor ad eccitoni non vedresti alcuna luce! bensì riceveresti un onda elettromagnetica libera che potresti incanalare ad esempio in una fibra ottica (che si chiama così perchè al suo interno il segnale non è una tensione ma un'onda EM che si propaga per riflessione). Spero di essermi spiegato :p comunque a rigor di logica dovrebbe essere così

rileggendo l'articolo però effettivamente hai ragione, si parla anche di fotoni in ingresso...bè comunque il discorso è lo stesso, ciè invece di:

1) ricevere una radiazione
2) convertrla in segnale elettrico
3) far passare il segnale nel transistore
4) riconvertirlo in radiazione e incanalarlo nel supporto di trasmissione

si potrebbe lavorare direttamente su segnali ottici, o meglio la conversione avverrebbe direttamente dentro al transistor, permettendoci di guadagnare tempo sulla conversione da elettrico a ottico e viceversa. Un ulteriore guadagno deriva dal fatto che i supporti ottici presentano minor attenuazione dei normali fili elettrici e quindi una minore degradazione del segnale: ad esempio loro hanno sperimentato questa cosa collegando vari transistor tramite supporti ottici per creare una rete di switching(come ho detto nel post precedente il transistor può essere usato come un interruttore), che si dimostrerebbe più lenta nella computazione (il transistor a eccitoni è più lento) ma molto più veloce nella trasmissione grazie alla non necessità di conversione del segnale e alla maggiore efficenza del supporto.

In ogni caso il discorso della frequenza continua a valere, (e cioè non vederesti della luce in uscita dal fototransistore) ma in questo caso non sarebbe più paragonabile a un led perchè in ingresso non riceverei un segnale elettrico.

tanto di cappello al signor Butov ed alla sua equipe. con la prossima introduzione dei processori a trasmissione luminosa sarà necessario un "trasduttore" decisamente più efficiente per evitare che i bottleneck dei bus esterni ci facciano rimanere alle velocità degli attuali processori.