השוואה, מפרטים והשוואה של טרנזיסטור אפקט שדה קוונטי (QFET) לטרנזיסטור מצומד קוונטי (QCT)
חלק א'. מסגרת השוואתית: QCT לעומת QFET
- מנגנוני הולכה
- סוגי צימודים
- ערימות חומרים
- משטרי הפעלה
- התנהגות פונקציונלית
- שינוי מושגי
הגברת שדות חולפים
(א) שחזור מידע שאבד
(ב) הפעלת תקשורת מצומדת פאזות
(ג) גישה לערוצים קוונטיים נסתרים
1. מנגנון הולכה
A טרנזיסטור אפקט שדה קוונטי (QFET) מווסת את הפוטנציאל בבאר קוונטית או בערוץ גז אלקטרונים דו-ממדי (2DEG) דרך שדה חשמלי. הולכה עדיין מתרחשת דרך שכבת מוליך למחצה רציפה כגון GaAs, InP או MoS₂.
לעומת זאת, טרנזיסטור מצומד קוונטי (QCT) אינו מכיל תעלה מוליכה רציפה. שתי שכבות גרפן מופרדות על ידי מחסום h-BN מבודד, והזרם זורם רק דרכו מנהור קוונטי, לא סחיפה או דיפוזיה.
במילים פשוטות:
- QFET: אלקטרונים נעים דרך ערוץ.
- QCT: מופיעים אלקטרונים דרך מחסום.
כל גיליון גרפן יכול להיות מוטה באופן עצמאי, ומתפקד ביעילות גם כשניהם אנלוגי אלקטרודה ושערבניגוד לטרנזיסטורים קונבנציונליים, ה-QCT דורש אין שער בקרה נוסף – הוויסות שלו נובע ישירות מ הטיה בין-שכבתית ומנהור מצומד פאזה על פני מצע h-BN.
2. סוג צימוד
ב-QFET, צימוד הוא אלקטרוסטטישדה השער משנה את ריכוז הגל הנושא בערוץ, ומשנה את זרימת הזרם.
ב-QCT, צימוד הוא קוונטית-מכנית, בהסתמך על חפיפה של פונקציית הגל על פני המחסום. לכן, נתיב האות הוא:
- QFET: שדה חשמלי → צפיפות מטען → זרם
- QCT: שלב שדה → תהודה של מנהור → הסתברות מנהור
ה-QCT לא רק מווסת את כמות הזרם הזורם; הוא קובע האם שני מצבים קוונטיים יכולים בכלל לתקשר.
3. ערימת חומרים
| שִׁכבָה | QFET | QCT |
|---|---|---|
| ערוץ | GaAs, InP, Si, MoS₂ | גרפן (G₁/G₂) |
| מחסום | תחמוצת (Al₂O₃, HfO₂) | h-BN (1–5 ננומטר), שטוח מבחינה אטומית ומותאם בסריג לגרפן |
| שדה פעולה | שדה חשמלי מושרה על ידי שער | הטיה בין-שכבתית בתוספת מצבי שדה פלסמוניים |
בעוד ש-QFET משתמש בדיאלקטרי שער כדי לשלוט בזרימת נושאי הגלאים, ה-QCT משתמש ב- המחסום עצמו כתווך קוונטי פעיל.
4. משטר תפעול
| נכס | QFET | QCT |
|---|---|---|
| תדר | עשרות עד מאות גיגה-הרץ | 10–50 THz (מעשי), עד 150 THz (פנימי) |
| לְכִידוּת | אין (סחיפה קלאסית) | תהודה קוהרנטית של מנהור, הובלה רגישה לפאזה |
| סולם אנרגיה | טווח meV | עשרות עד מאות meV (ניתן לכוונון הטיה) |
| סוג האות | הטעינה הנוכחית | שדה מצומד פאזה (מצב פלסמון-פונון) |
ה-QCT פועל במשטר קוהרנטי בתדירות גבוהה, שבו יחסי פאזה קוונטית הופכים לפרמטר הבקרה הדומיננטי.
5. התנהגות פונקציונלית
מבחינה פונקציונלית, ה-QCT מתנהג פחות כמו מתג הפעלה-כיבוי ויותר כמו מתג... מצמד תהודה או מערבל קוונטיעל ידי כוונון ההטיה הבין-שכבתית וזווית הפיתול היחסית של יריעות הגרפן, המכשיר יכול:
- צימוד סלקטיבי של פסי תדר ספציפיים (כמו במיקסר הטרודיין טרה-הרץ)
- הגברת הקוהרנטיות על פני מחסום המנהור
- לשמש כמודולטור מנהור קוונטי אולטרה-מהיר ובעל רעש נמוך
6. שינוי מושגי
הטרנזיסטור הקוונטי-מצומד מייצג שינוי מהותי בפילוסופיית המכשירים:
החל מ- שליטה במטען בתוך החומר →
ל שליטה בקוהרנטיות בין מצבים קוונטיים.
זהו, במהותו, טרנזיסטור מעוצב מחדש כגשר קוונטי – לא שסתום לאלקטרונים, אלא צינור מתכוונן לפאזה קוונטית.
הגברת שדות חולפים
אופנים חולפים דועכים באופן אקספוננציאלי עם המרחק, אך הם נושאים מידע פאזה קריטי. ב-QCT, הגברת אופנים אלה יכולה להרחיב את הקוהרנטיות ולחשוף ערוצי העברת מידע נסתרים אחרת.
() שחזור מידע שאבד
רכיבים חולפים מקודדים מידע בתדירות מרחבית גבוהה (פרטים עדינים) - רכיבי פורייה שדוהים במהירות. הגברתם משחזרת פרטים שאחרת היו מטשטשים מעבר למחסום.
(ב) מאפשר תקשורת מצומדת פאזות
מעבר למחסום h-BN, אות ה-QCT אינו זרם מתפשט אלא זרם צימוד שדה קרוב נעול פאזההגברת מצב זה:
- מחזק את המודולציה של הסתברות המנהור
- מגדיל את יחס אות לרעש לקבלת אפקטים קוהרנטיים
- מאפשר באופן פוטנציאלי העברת מידע באמצעות קוהרנטיות פאזות ולא זרימת זרם ישר
(ג) גישה לערוצים קוונטיים "נסתרים"
שדות חולפים מייצגים את החפיפה בין תחומים קלאסיים וקוונטיים - עקבות של פוטונים וירטואליים, מנהור פלסמוני וקורלציות לא מקומיות. הגברתם נגישה לערוצים "הנסתרים" הללו, ומאפשרת אינטראקציה דרך שדות לא-קרינתיים.
מַנגָנוֹן: ב-QCT, התנגדות דיפרנציאלית שלילית (NDR) או משוב קוונטי מזריק מחדש אנרגיה למצבי המנהור, ומקיים צימוד חולף במקום לאפשר דעיכה.
בעיקרון, הגברת השדה החולף פירושה מגביר את הריק עצמו – חיזוק הגשר הבלתי נראה שבו מידע שוכן אך אנרגיה אינה זורמת.
מאפיינים אלה מצביעים על כך ש-QCT אינו רק מכשיר אלא משטח בדיקה לשאלות עמוקות יותר בנוגע לקוהרנטיות קוונטית וזרימת מידע - מה שמוביל ישירות למסגרת של איתות סיבתי-עוברי..
חלק ב'. איתות סיבתי-עוקב (CFS)
- אקסיומות ליבה
- קינמטיקה ודינמיקה
- חוקי קוונטום ושימור
- תחזיות ניסיוניות
- פרוטוקולי בדיקה
- תפקיד ה-QCT
מאמר זה הוא חלק מסדרה, שקשורה כולה לתצפית בלתי מוסברת שראיתי בשנת 1986 באירלנד:
- עב"ם מעל מפרץ גאלוויי פרק 1: המפגש בסאלטהיל בשנת 1986
- דו"ח העב"ם השחורהנסיך צ'ארלס, מטוס ג'מבו וליל של תעלומות אוויריות
- עב"ם מעל מפרץ גאלוויי פרק 2: מאיי-דיי על-חושי מעב"ם שהתרסק
- עב"ם מעל מפרץ גאלוויי פרק 3: האירי Tuatha Dé Danann בתור מבקרים קוסמיים
- עב"ם מעל מפרץ גאלוויי פרק 4: הנדסה הפוכה של הטרנזיסטור הצמוד קוונטי
- הטרנזיסטור הקוונטי (QCT): הגברת הריק
- האם מידע יכול לנוע מהר יותר מהאור בלי לשבור את הפיזיקה?