ԿԵՆԴԱՆԱԲԱՆՈՒԹՅՈՒՆ
մաքում, իսկ շատ ձկներ կար րիճները, մորմերը և, իհարկե,
շատ թրթուրներ և որդեր:
ճատես են:
Ընտանի այծերն իրենց
Այլ է գորտ երի և դոդ ոշ նախնիների նման, ունենալով
համեմատաբար լավ տեսո
ների տեսողությունը: Դրանց ղություն՝ միշտ առաջնորդում
են կարճատես ոչխարների հո-
աչքերը հանգստի պահին լավ տը: Հետազոտություններից
պարզվել է, որ ընտանի ոչ
են տեսնում հեռավոր առար խարների տեսողությունը եր
կարատև ընտրության հետև
կաները, իսկ երբ «զննում» են անքով այնքան է թուլացել,
որ դրա նք կարիք ունեն կրելու
մոտակա իրը (կենդանուն), -6,27 դիոպտրա ապակիներով
ակնոց:
աչքի ոսպնյակը տեղաշարժ
Սուր տեսողություն ունեն
վում է առաջ, և դրանք կարո ծովային գլխոտանի փափկա
մարմիններից ութնոտանին
ղանում են տարբերել միայն և կաղամարը: Ի տարբերու
թյուն կաթնասունների աչքե
շա րժվող առարկաները (որ րի՝ սրանց աչքի ոսպնյակը
կլոր է և կարող է տեղաշարժ
դեր, բզեզներ, ճանճեր, թի վել և պտտվել իր առանցքի
շուրջը: Դրա հետևանքով այս
թեռներ և այլն): Զոհը հայտ գլխոտանիները կարող են
զննել շրջապատը'չշարժելով
նաբերելիս գորտը բացում է աչքի խնձորակը և չպտտելով
գլուխը: Ի դեպ, հաճախ այս
բերանը, դուրս է նետում լե կենդանիների ձախ աչքը չորս
անգամ մեծ է, քան աջը, որը
զուն և բռնում ու կուլ է տալիս հարմարվել է ծովի հատա
կը դիտարկելուն, իսկ փոքրը
Այս կենդա նիները հետ աքր զոհին՝ այս ամենը կատարելով զննում է ծովի մակերևույթը:
քիր են նրանով, որ հետապն-
դողից փախչելիս կարող են 1/15-րդական վայրկյանում: Հայտնի է, որ թռչունների
միայն հետ նայել, ուստի եր- զգայարաններից առավել լավ
բ ե ն ընկնում են առջևում դա Երկկենցաղներով սնվող զարգացած են տեսողությունը
րանակալած գիշատչի ճան-
կերը: Նապաստակի «շլդիկ» սողունները (օրինակ՝ օձերը),
մականունը հենց այսպես տես
նելու «շնորհքի» հա ստ ա տ ուն «իմանալով» գորտերի այդ սո
է:
վորության մասին, բացում են
Մարդու աչքը կարող է ըն
կալել լույսի աղբյուրի 18-ից ոչ բերա նը և շարժում լեզուն: Այն
ավել թարթում մեկ վայրկյա-
նում: Դրանից մեծ թվով թար- ընդունելով որդի կամ միջատի
թ ո ւն ե ր ը ձուլվում և դառնում
են մեկ ընդհանուր պատկեր: տեղ' գորտը նետվում է առաջ
Այնինչ որոշ կենդանիներ, և հայտնվում օձի բերանում:
օրինակ՝ թռչունները և միջատ
ները, կարող են ընկալել մինչև Բնությունն էվոլյուցիայի
200 թարթում վայրկյանում:
ընթացքում ստեղծել է բա զ
Փոկերը և դելֆինները հա
վասարապես լավ են տեսնում մապիսի պայմանների հար
ինչպես ջրում, այնպես էլ ցա
մարված կենդանատեսակ-
ներ: Առաջացել են ցերեկային,
մթնշաղային և գիշերային
կյանք վարողներ և այդ պայ
մաններին համապատասխան
տեսողություն ձեռք բերած տե-
սակներ:
Եթե օրվա լուսավոր ժա
մերին ակտիվ են ճնճղուկազ-
գի թռչուններից շատերը, որոշ
մկնանման կրծողները, դրան
ցով սնվող գիշատիչ թռչուն
ները և գազանները, ապա
մթնշաղա-գիշերային ժամե
րին թռչուններից ակտիվանում
են բվերը, նացած կենդա-
նատեսակներից' դոդոշները,
ոզնիները, որոշ օձեր, գոր
շուկը, շատ կատվազգիներ,
միջատներից' որոշ բզեզներ,
թիթեռներ, երկթևանիներ,
հատվածոտանիներից' կա-
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
г
է ԿԵՆԴԱՆԱԲԱՆՈՒԹՅՈՒՆ
խաղում ոչ միայն օրվա լուսա շփոթված կա նգնել և նույնիսկ
նահանջել:
վոր ժամերին, երբ ներքևում
Բնության մեջ գործում է
կարելի է կողմնորոշվել տե չգրված օրենք' «Ուզում ես ու
տել կամ հաղթել թշնամուդ'
ղանքի անհարթությունների եղիր ուշադիր և միշտ զգոն:
Նկատիր այն ամենը, որ կա
միջոցով, այլև գիշերը' աստ- տարվում է շրջապատում, այ
լապես կփոխվեն դերերը: Աչքը
ղերի օգնությամբ: տրված ամեն ինչ ժամանակին
տեսնելու համար»:
Ծնվելու առաջին իսկ րո
Այսպիսով' կյանքի ամենա
պեներին կենդանու (նորած- մեծ բարիքներից մեկը աշխար
հի հետ հաղորդակցվելու և
նի) տեսադաշտում հայտնված աշխարհը տեսնելու հնարավո
րությունն է: Իսկ երբ ա յդ ամե
էակը դառնում է ամենահա- նը լինում է ամենատարբեր
երանգներով, կյանքը դառնում
րազատը' շատ դեպքերում է առավել բովանդակալից, հե
տաքրքիր և լիարժեք:
փոխարինելով այդ ժամանակ
Մարդը տեսողությամբ ըն
տարբեր պատճառներով բա- կալում է սպեկտրի մանու
շակագույն և կարմիր գույ
ցակա ծնողներին: ների միջև լույսը: Այդպիսի
տեսողությունն անվանում են
Կենդանիների վարքագ եռագույն, քանի որ այն ձև
ծով զբա ղվող գիտնականնե-
րը' վարքաբանները (էթոլոգ),
պարզել են, որ ամեն մի վայրի
և լսողությունը: Նապաստակ կենդանատեսակ ունի աշխար
ների նման սրանցից շատերը
(կտցարներ, այծկիթ և այլն) հը ճանաչելու երեք աղբյուր՝
աչքերի հատուկ տեղադրման
շնորհիվ կարող են տեսնել նախնիների փորձը, ծնողների
ամբողջ շրջապատը:
օրինակը և անձնական փորձը,
Չափազանց սուր է ցերե
կային շատ գիշատիչ թռչուն որոնք առնչվում են տեսողու-
ների տեսողությունը: Այսպես,
չափերով ոչ մեծ բա զեն մեկ թյանը:
կիլոմետրից ավելի բարձրու
թյունից տեսնում է գետնին Սկզբում այն ամենը, ինչն
շարժվող մկանը, թռչնակին և
նույնիսկ միջատին և կարող է անծանոթ է և երևան է գա
ցած նետ վել ու որսալ դրանց:
Շատ արծիվներ և անգղեր լիս առաջին անգամ, դառ
իրենց զոհին կամ նրա դին
կարող են նկատել 2 կիլոմետր նում է հետազոտման առար
և ավելի բարձրությունից:
կա և զննման օբյեկտ, որն,
Գիշատիչ թռչունների վար
քը հետաքրքիր է նաև նրանով, անկասկած, հինա կա նում
որ, բացի իրենց շրջապատը
զննելուց, դրանք միաժամա կատարվում է տեսողության
նակ հետևում են հարևաննե
րի թռիչքին: Եթե նրանցից մե օգնությամբ: Հաճախ այս
կը, տեսնելով լեշը, նետվում է
ցած, մնացածները, նույնիսկ տեղ գործում են տեսողական
չտեսնելով դիակը, հետևում
են հարևանի վարքին և, որպես բազմապիսի ազդակներ, ցու-
կանոն, չեն սխալվում:
ցադրամիջոցներ' բաց երախ,
Չվող թռչնատեսակների
տեսողությունը կարևոր դեր է ժանիքներ, սևեռուն հայացք,
կնճռոտված մռութ, պոչի,
ականջների, գլխ ի կամ մարմի
դիրք և այլն:
Հայացքը որոշ դեպքերում
կարող է նշանակել մարտահ
րավեր կամ, ընդհակառակը'
հնազանդում, համերաշխու-
թյուն:
Երբեմն պոտենցիալ զոհի
(օրինակ' խոճկորի) անսպասե
լի աղմկոտ և ագրեսիվ վար
քը, սևեռուն հայացքը կարող
են հզոր գիշատչին ստիպել
50
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
ավորվում է երեք հինա կա ն
գույների' կարմիրի, կապույտի
և կանաչի բազմապիսի զու
գակցումներից: Պարզվում է,
որ նույնիսկ այս հարաբերու
թյունների դեպքում, մարդու
աչքը տարբերում է 17000-ից
ավելի գունային երանգներ:
Նշենք, որ երանգների բա զ
մապիսությունը 100 միլիոնից
ավելին է, իսկ սպեկտրի միայն
կարմիր մասում երանգների
թիվը շուրջ 8 միլիոն է:
Տարբեր կենդանիներ, կախ
ված կյանքի և շրջակա միջա
վայրի թելադրանքից, գույները
տեսնում և տարբերում են ըստ
հ ա գե ցվա ծո ւթ յա ն :
Այսպես' թռչունները հո գույնի 25 երանգ, որովհետև հեռատեսությամբ, աքրոմա-
դա նրանց զոհերի հինա կա ն
յակապ տեսնում և տարբե գույնն է: տիկ թե գունավոր կամ մոզաիկ
րում են իրենց ձագերի բերա Փղերը չեն սիրում իրենց (ինչպես օրինակ' միջատների)
ոսկորների գույնը հիշեցնող
նի գույնը հիշեցնող դեղինի սպիտակ գույնը: Դա է պատ պատկերաընկալման եղանա
ճառը, որ Հնդկաստանում ճա
և վարդագույնի երանգները: նապարհի արգելապատնեշ կով, ծառայում է հետևյալ կա
ների քարերը ներկում են այլ
Աղավնիները լավ տեսնում գույներով: րևոր նպատակին' միջավայրի
և տարբերում են կապույտի Վաղուց հայտնի է, որ կո հետ անմիջական ծանոթա
վերը և ցլերը չեն տարբերում
երանգները: Հավերը, աքլոր գույները: Իսկ ցլամարտում օգ նալու, սնունդ հայթայթելու,
տագործվող ալ կարմիր լաթն
ները և մյուս շատ թռչուններ ընդամենը հանդիսատեսին զուգընկեր գտնելու, բարեկա
հրապուրելու համար է:
տեսնում և ըստ փետրածածկի մին թշնամուց կամ մրցակցից
Այս ամենից բա ցի' կենդա
գույների կամ կատարի կարմ նիները հիանալի տարբերում տարբերելու, քողարկվելու,
են լույսի ուժգնությունը և նրա
րության «եզրակացնում» են, հնարավորությունները: այսինքն' շրջապատում ավե
թե ինչպիսի վիճակում է դի- Բոլոր կենդանիներին գրա լի արդյունավետ գոյատևելու
վում են լույսի տարաբնույթ
մացինը: աղբյուրները, ա յդ թվում կրա- համար:
կը' արևից հետո Երկրի վրա
Կկուն ոչ միայն լավ գունա լույսի և ջերմության ամենահ- Գիտնականներին վաղուց
զոր աղբյուրը:
վոր տեսողություն ունի, այլև հետաքրքրում են աչքի կառուց
Նույնիսկ այս ոչ ծավալուն
կարողանում է տարբերել բնե ներկայացումից ընթերցողին վածքը, նրա առանձնահատ-
պարզ է դառնում, որ կենդա
րում ձվերի նախշերը: նիների և մարդու տեսողու կությունները' առանձնաց
թյունը, լինի այն արտահայտ
Չնայած իր հոյակապ տե ված կարճատեսությամբ թե նելով և հատուկ ընդգծելով
սողությանը' ութոտանի գլխ ո կենդանի էակի կյանքում այս
տանի փափկամարմինն ամեն օրգանի դերը նացած զգայա
ինչ տեսնում է սև ու սպիտակ' րանների շարքում:
նրա տեսողությունը գունա Կենդանական աշխար
վոր չէ: Ներկայում ընդունված հի ներկայացուցիչների, այդ
է, որ շները և, ընդհանրապես, թվում նա և մարդու կյանքում
շնազգիներն ամեն ինչ տես այս բա րդ և անփոխարինելի
նում են սև ու սպիտակ կամ օրգանի կառուցվածքը կրկնօ-
թույլ մ ո խ րա դա ր չն ա գույն րինակելով' գիտնականները
երանգներով: փորձում են պարզել մանրէնե
Կատուները, սպեկտրի յոթ րի կազմության գաղտնիքները
հ ի ն ա կ ա ն գույներից բա և թափանցել տիեզերքի հեռա
ցի, տարբերում են մոխրա վոր անկյունները:
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015 51
к!
ՎԵՐԱԿԱՆԳՆՎՈՂ ԷՆԵՐԳՒԱՑՒ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐ
Ն» * Ц 1 i l l W ж V-Г ՎԱՐՈՒՆ ՍԻՎԱՐԱՄ
ՀԵՆՐԻ ՍՆԵՅԹ
ԼԱՎԸ*
ՍԵՄՅՈՒԵԼ ՍԹՐԵՆՔ
ապոնական կիսամութ րովսկիտե արևային տարրերի բավական տարածված են, և
մի բարում մագիստրա ՕԳԳ-ն բարձրացնելու 10 %-ից գիտնականները կարող են հեշ
տուրայի ուսանող Մայքլ Լին ավելի և առաջացրին նավթա տությամբ ու առանց մեծ ծախ
անձեռոցիկի վրա հապճեպո յին տենդի պես մի բան էներ սերի, ցածր ջերմաստիճաննե
րեն գրանցում էր քիմիական գետիկայի ոլորտում, քանի որ րի պայմաններում դրանցից
բաղադրամասեր: Ավելի վաղ, ամբողջ աշխարհի գիտնա ստանալ բարակ, բարձրբյու-
ա յդ նույն օրը, Տոինոյի Իո- կաններն սկսեցին տենդագին րեղային կառուցվածքով թա
կոհամայի համալսարանի մի փնտրել նոր եղանակներ՝ պե- ղանթներ, ինչպես ստանում են
աշխատակից մեծահոգաբար րովսկիտե տարրերի ՕԳԳ-ն է՛լ բարձր ջերմաստիճանների և
նրան էր հանձնել արևային ավելի բարձրացնելու համար: մեծ ծախսերի պայմաններում
տարրեր ստանալու իր նորա սիլիցիումային թաղանթները:
րարական բաղադրատոմսը, Գրանցված վերջին ռեկոր Ի տարբերություն սիլիցիումա
որում, սովորական սիլիցիու դ ը ' 20,1 %-ը, ստ ա ցվել է Հա յին հաստ ու կոշտ թաղանթնե
մի փոխարեն օգտագործվում րավային Կորեայի քիմիական րի' պերովսկիտե թաղանթնե
էր պերովսկիտ նոր նյութը: Այդ տեխնոլոգիայի ինստիտու- րը բարակ են ու ճկուն:
տարրերի ՕԳԳ-ն չէր գերա տում: Համեմատության համար
զա նցում 3,8 %-ը, ուստի դրա նց նկատենք, որ տասնամյակներ Սակայն սիլիցիումի տ եղը
վրա ոչ ոք ուշադրություն չէր շարունակ կատարվող հետա գրավելու համար հարկավոր
դարձրել, բայց Լիի համար սա զոտությունների ու մշակումեե- է հաղթահարել մի շարք լուրջ
դարձավ ոգևորության ա ղ րի արդյունքում արևային սի- խոչընդոտներ: Պերովսկիտե
բյուր: Փաստեր հավաքելով' լիցիումային տարրերի ՕԳԳ-ն արդի փորձնական նմուշնե
2011 թ. նա վերա դա րձա վ Օքս- հաջողվել է հասցնել մինչև րի չափերը շատ փոքր են, և
ֆորդի համալսարանի Կլարե- գր եթ ե 25 %-ի: Իսկ պերովսկի- որպեսզի դրանք կարողա
դոնի լաբորատորիա, որտեղ տի հետազոտողները նպատա նան մրցակցել արևային սի
մենք երեքս աշխատում էինք, և կադրվել են գերազանցել այդ լիցիումային տարրերի հետ,
ըստ այդ բաղադրատոմսի կա ցուցանիշը: այդ չափերը պետք է բազմա
տարեց մի շարք փորձեր: Այդ կի անգամ մեծացնել: Բացի
փորձերը հնարավորություն Պերովսկիտը հրապուրիչ այդ' հարկավոր է շեշտակի
տվեցին առաջին անգամ պե- է մի քանի պատճառով: Դրա բարձրացնել դրանց անվտան
բաղադրամասերը Երկրի վրա գությունը և երկարաձգել
' В мире науки, N 8-9, 2015. կայունությունը:
52
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
Անսպասելի ճանաչում ստա
ցած պերովսկիտ հանքանյութը
կարող է օգտագործվել ավելի
էժան ու արդյունավետ արևային
տարրեր (մարտկոցներ) ստեղ
ծելու համար, քան սիլիցիումից
պատրաստվածները:
к! ՎԵՐԱԿԱՆԳՆՎՈՂ ԷՆԵՐԳԻԱՅԻ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐ
Պ ա յք ա ր ՕԳԳ-ի համար Այդ պատճառով խոչընդոտ լայնություն» կոչվող ֆիզիկա
կան բնութա գրով: Արևի լույ
Այսօր արևային տարրե ների հանդիպելու հնարավո սը պարունակում է լուսակի
(սպեկտր) տեսանելի մասի բո
րի ամենաբարձր ՕԳԳ-ն 25,6 րությունը փոքր է, ուստի պե- լոր ալիքների երկարություննե
րը, բայց գրգռել էլեկտրոններ
% է: Ինչա դրա նք չեն կարող րովսկիտի' լույսով գրգռված կարող են միայն մի քանի-
սը: Մնացած ալիքներն անց
էլեկտրականության վերածել էլեկտրոնները շատ ավելի քիչ նում են կիսահաղորդչի միջով'
առանց որևէ ներգործության:
արևի լույսի ամբողջ էներգի- էներգիա են կորցնում: Քանի
ան' 100 %-ը: Ի նչա են կարծում, որ տարրի էլեկտրական հզո
որ արևային պերովսկիտե րությունը հավասար է տար
տարրերի ՕԳԳ-ն կարող է րում էլեկտրոնների հոսքի
գերազանցել այդ մակարդակը: (այսինքն' հոսանքի ուժի) և
Պատասխանը պետք է դրանց փոխադրած էներգիայի
փնտրել էլեկտրոնի հատ (լարվածության) արտադրյա Արգելված գոտու լայնութ
կություններում, որն անկան- լին, ապա պերովսկիտե տար յունը տարբեր կիսահաղորդիչ
խատեսելի է և ընդունակ է րերի ՕԳԳ-ն կարող է մրցակ- ներում տարբեր է, և այն որո
գրգռվելու: Լույսի բացակայու ցել սիլիցիումայինների ՕԳԳ-ի շում է հիմնարար փոխզիջումը.
թյամբ արևային տարրի նյու հետ, ընդ որում' մշակման հա որքան փոքր է արգելված գո-
թի էլեկտրոնները «կապված մար նախատեսված ավելի քիչ տու լայնությունը, այնքան մեծ
են» իրենց ատոմեերին և ծախսերի պարագայում: է գրգռված էլեկտրոններ պա-
էլեկտրական հոսանք չեն Սակայն արևային կիսա րունակող տարրի' արևի լու
ստեղծում: Բայց տարրի վրա հաղորդչային տարրում արևի սակից կլանած բաժինը, բայց
ընկնող արևի լույսը կարող է լույսի' էլեկտ ր ա էներ գի ա յի փոքր է գրգռվա ծ էլեկտրոննե
«ա զա տ ել» որոշ էլեկտրոններ: վերածված էներգիայի բա րի միջին էներգիան: Քանի որ
Լրացուցիչ էներգիա ստացած ժինն ունի սահման' էլեկտրոն արևային տարրի հզորությունը
այդ «գրգռվա ծ» էլեկտրոն ներն ատոմից պոկելու ընդու կախված է թե էլեկտրոնների
ները թափառում են տարրի նակ նվազագույն էներգիա: թվից, թե դրանց էներգիայից,
բյուրեղային ցանցում, մինչև Այդ սահմանը հիմնականում ապա անգամ արգելված գոտու
որ լքեն այն' հասնելով պայմանավորված է կիսա- կատարյալ լայնությամբ տար
էլեկտ րոդին որպես հաղորդչի «արգելված գոտու րը կարող է վերածել էլեկտ
հոսանքի կրողներ, րաէներգիայի արևի
կամ հանդիպեն էներգիայի ընդամենը
խոչընդոտի, ընկնեն 33 %-ը:
ծուղակ' սեփական Սիլիցիումի ար
էներգիան վերածելով գելված գոտու լայ
անօգուտ ջերմության: նությունն անփոփոխ
Որքան կատարյալ է և բնա վ կատարյալ
է բյուրեղային ցան չէ, սակայն արևային
ցը, այդքան քիչ են էներգետիկայում գե
էլեկտրոնների շարժ րակշռում է սիլիցիումի
մանը խոչընդոտող կիրառումը, քանի որ
արատները: Ցանցի դրանից արևային տար
արատները վերացնե րեր ստանալու եղա
լու համար արևային նակները լավ հայտնի
սիլից իումային տար են: Իսկ պերովսկիտի
րերը տաքացնում են դեպքում գիտնական
մինչև 900 0C ջերմաս ները կարող են փոփո
տիճան: Իսկ պերովս- խել արգելված գոտու
կիտների բյուրեղային ցանցն լայնությունը' փոփո
արատներ գրեթե չունի, թեև Պերովսկիտ ե թ ա ղա նթ ները կարող են խելով դրա բաղադրամասերի
ունենալ տարբեր գույներ, տեղադրվել
պերովսկիտը մշակվում է շատ պատուհանների կամ պատերի վրա' բաղադրությունը, որը սիլի
դրանով իսկ ոչ միայն արտադրելով
ա վելի ցա ծր' շուրջ 100 0C ջեր էլեկտրաէներգիա, այլ նաև ստեղծելով ցիումի ՕԳԳ-ից ավելի բարձր
գունային երևույթներ
մաստիճանի պայմաններում: ՕԳԳ ստանալու հեռանկարներ
54
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
ՎԵՐԱԿԱՆԳՆՎՈՂ ԷՆԵՐԳՒԱՑՒ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐ
է բացում: Բացի այդ, հետա- գիտնականներին հայտնի են գիտնականները լուծել են, իսկ
զոտողները կարող են դարսել ստացված լուծույթով ցենտրի-
իրար վրա արգելված գոտու դեռևս XIX դարից: Վերջին ֆուգման միջոցով շերտածած-
տարբեր լայնությամբ պերովս- կել են ապակե տակդիրը և այն
կիտե շերտեր, որը մեծացնում երկու տասնամյակների ըն չորացրել: Արդյունքում ապա
է սիլիցիումից ստացված արև կու վրա նացել է պերովսկի-
ային տարրերի ՕԳԳ-ն գերա թացքում ճարտարագետներն տե նանոբյուրեղների շերտ:
զանցելու հնարավորությունը: Այս գործընթա ցը նմա ն է մա
Պերովսկիտե երկշերտ տար արհեստական պերովսկիտի կընթացային ջրավազանների
րերը պետք է որ գերազանցեն չորանալուց հետո դրանց ում
սիլից իումային տարրի վերին հիման վրա ստեղծել են փորձ աղի բյուրեղների առաջաց
սահմանը՝ 33 %-ը. հիմքեր կան ման երևույթին: Արևի լույսի
ենթադրելու, որ դրանց ՕԳԳ-ն նական սարքավորումներ, ազդեցությամբ նանոբյուրեղ-
կա րող է հասնել մինչև 40 %-ի: ների շերտում գոյանում են
բայց նրանց տեսադաշտից գրգռված էլեկտրոններ: Ճիշտ
Հին նյութերը նոր է, դրանց թիվը փոքր է, սա
«հ ն ա ր ք ն ե ր ո վ » օժտելու, վրիպել է արևային տարրե կայն պերովսկիտի նանոաղ-
հնարավորություն բյուրների երկու կողմերում
րում այն օգտագործելու հնա- հետազոտողները քսել են նյու
Երկրի կեղևում առկա պե- թի բարակ շերտեր՝ դեպի ար-
րովսկիտի բնական ձևերը րավորությունը:
Սակայն 2009 թ. Տոինոյի
Իոկոհամայի համալսարանի
խումբը պատրաստել է արև
ային տարր կապարի հալո
գենիդ պարունակող արհես
տական պերովսկիտից, որն
առաջին անգամ սինթեզել է
1978 թ.: Դրա պատրաստման
համար անհրաժեշտ նյութերը
ԵՐԿՈՒՍԸ ՄԵԿԻՑ ԼԱՎ է
Սիյիցիումային U պերովսկիտե արևային տարրերր կարոդ են ոչ թե մրցւսկցել, այլ աշխատել միասին' ապահովելով արևի
էներգիան էլեկտրական էներգիայի փ ոխակերպման ավելի բարձր ՕԳԳ. բան յոտարանչյուրն աոանձին: Այդպիսի միավորված
արևային տարրում (աջից) պերովսկիտի շերտը սիլիցիումի շերտի վրա է, և ամրոդջ համակարգը դեներացնում է ավելի բարձր
էներգիայով օժտ վա ծ տարրեր, բան յուրաբնչյուր նյութն աոանձին, որը հնարավորություն է տալիս արդյունբում ստանալու ավելի
բարձր լարուն: Բացի այդ, պերովսկիտե ու սիլիցիումը լույսը փոխակերպում են լուսակի տարբեր տիրույթներում
(ներբևում)' ստիպելովաշխատելա լուսակի ավելի լայն տիրույթ:
Արևային ֆոսանը վախանցում է էներգիան Սեձ էներգիայով
(կարճալիքային) ֆոտոն
էլեկւորոեիե' պոկելով այն ասածից ե
բյուրեղային guiLgnuf առաջացնելով իաուվ: Փոքր էներգիայով
(երկարալիքային) ֆոտոն
էլեկտրոնն ու իաոո^ը շարժվում են դեպի
հակադիր էլեկւորոդներ ստեղծելով
էլհկարակահhnwilhp՛
Աս|ակի
Խոեավաթ-յուեից սյաշսայա՚ նա’
հէյոքէաիկ արգելաշերտ
Թափանցիկ էլեկտրոդ
Պեյավսկիտե սւարր _____
Թունելային անց ումում
էլեկտ րոհներն ու ____ Թուեէլսցիե
իտտտ^ները միմյանց
Սրեի լուսակ չեգոքսւցնոս! են'
Պերովսկիսւի հնարավորություն սաղով
սաւրրի իրենց «սկզբնական
վերափո,խաէ լծւ . զուգընկերներին» լքելու
լրացուցիչ ԷՆերզիա տարրերնարտաքին
1քի|ոցօվ
Սիլիցիումային աարրի Մետաղական
վերավախած լրացուցիչ էներգիա էլեկտրոդ
Խոնավությունից
պաշՆոպանող հերմետիկ
արգելաշերտ
ալիքի երկարություն
к! ՎԵՐԱԿԱՆԳՆՎՈՂ ԷՆԵՐԳԻԱՅԻ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐ
տաքին էլեկտրական շղթա րեղային թաղանթի պատրաս րաստված տարրերի էժան
էլեկտրոնների փոխանցումը տումը պահանջում է նյութի զանգվածային արտադրու
դյուրացնելու համար' դրանով շերտածածկման բարդ եղա թյունը: Վերջերս պերովսկի-
իսկ ստեղծելով էլեկտրաէներ նակների օգտագործում: Կորե տի հետազոտողներն սկսել են
գիայի աղբյուր: այի քիմիական տեխնոլոգիայի տաքացնել լուծույթն ու ապա
ինստիտոտի գիտնական Սանգ կե տակդիրը, որի վրա քսվում
Առաջին փոքր տարրերի Իլսոկի խումբը մշակել է բա զ է ա յդ լուծույթը. դրա արդյուն
ՕԳԳ-ն կազմում էր ընդամե մաստիճան գործընթաց, որն քում ստացվել են մի քանի
ն Ը 3,8 %, և դրա նք շատ ան ապահովում է ցենտրիֆուգ- կարգով ավելի մեծ չափի բյու
կայուն էին. դադարում էին ման միջոցով շերտածածկված րեղներ, քան առաջին արևային
աշխատել հաշված ժամերի լուծույթից անջատվող բյու տարրերում. հուսադրող նշան,
ընթացքում: Լին փոխեց պե- րեղների բարձր կարգավոր- որ բյուրեղացումը շարունա
րովսկիտի բաղադրությունը և վածություն: Լավարկելով այդ կում է կատարելագործվել:
փոխարինեց տարրի անապա գործընթացը' կորեացիները
հով շերտը, որը հնարավորու կարողացել են 2014 թ. ընթաց Գիտնականները մշակում
թյուն տվեց ՕԳԳ-ն հասցնելու քում երեք անգամ բարձրաց են նաև պերովսկիտե տարրերի
10 %-ից մեծ արժեքի: Նման նել պատրաստվող արևային նոր առանձնահատկություն-
հաջողությունների էր հասել տարրերի ՕԳԳ-ն' այն 16,2 %-ից ներ: Քիմիական բաղադրա
նա և գիտնականների խումբը, հա սցնելով 20,1 %-ի: մասերի հարաբերակցության
որը ղեկավարում էին Միքայել փոփոխումը հնարավորություն
Գրետցելը Շվեյցարիայի Լո- Ուրիշ գիտ նա կա ններ պար է տալիս ստեղծելու այնպիսի
զան քաղաքի ազգային տեխ զեցրել են այլ նյութերի շերտե սալիկներ, որոնք ունեն դե
նոլոգիական ինստիտուտից և րի ավելացման գործընթացը: ղինի կամ մորեգույնի թեթև
Նա մգյու Փարկը' Կորեայի մայ Պերովսկիտե արևային նորա երանգներ: Շերտածածկելով
րաքաղաք Սեուլի Սոնգյուն- գույն տարրերն ավելի շատ ապակին պերովսկիտի առան
վան համալսարանից: նման են սիլիցիումից պատ ձին խազվածքների միջոցով,
րաստվածներին և նման են մի ոչ թե հարթ շերտով' կարե
Վերջերս ՕԳԳ-ն հասցրել քանի հարթ շերտերից բա ղ լի է ստանալ թափանցիկ, կի
են մինչև 20 %-ի, որը պայմա կացած սովորական տրցակի: սաթափանցիկ կամ անթա
նավորված է որոշ հնարամիտ Հենց այսպիսի կառուցվածքն է փանցիկ թաղանթներ: Այդ
նորարաությունների կիրառ- ապահովել սիլիցիումից պատ- տարբերակների զուգակցումը
մամբ: Արատներից զուրկ բյու ճարտարագետներին տալիս
է ընտրության հնարավորու-
թյուն' չսահմանափակվելու
սիլիցիումային կոշտ անթա
փանցիկ կապտասև գույնի
արևային տարրերով: Պերովս-
կիտե թաղանթից նրանք կա
րող են ստեղծել գունագեղ
լուսամփոփներ փողոցային
լապտերների համար, պատու
հաններ, շենքի ճակատներ:
Պատկերացրեք երկնաքեր,
որի պատուհանները երանգա
վորված են պերովսկիտե թա
ղանթով, որը պաշտպանում
է բնակարաններն արևի չա
փազանց վառ ու թեժ լույսից'
վերածելով այն էլեկտրաէներ
գիայի և կրճատելով օդափո
խության ծախսերը:
(շարունակելի)
56
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
m
ՈՉ ՄԻԱՅՆ ՓՐԿՎԵԼ ԵՆ ԱՐԱԳ ԻԴԵՊ
ԳԼՈՒԽՆԵՐԸ ՄԱՀԻՑ ՔԱՅԼԵՐՈՎ ՚ *» յ
ԴԵՊԻ
Զատկի կղզու քարե հսկա Աշխարհում յուրաքանչյուր
յական երկու գլուխների հիմ տարի ավելի քան հինգ միլիոն երկարակեցություն
քում կատարված պեղումները մարդ մահանում է ծխելու հետ
ցույց են տվել, որ հողի տակ կապված հիվանդություններից 10 տարվա ընթացքում շուրջ
թաքնված են իրաններ և ձեռ և կես միլիոնը' ծխողների ար 650 հազար ամերիկացիների
քեր: Ընդ որում, 500-1000 տա տաշնչած ծուխը շնչելու պատ- առողջության, սովորություն
րի առաջ ստեղծված արձան ճառով: ների և մահացության ուսում
ների մեջքին փորագրված են նասիրությունը ցույց է տվել,
ինչ-որ գրություններ, որոնք 1990 թվականից Բրազիլի- որ ֆիզիկական անգամ փոքր
դեռևս չի հաջողվել կարդալ: այի կառավարությունը պայ ակտիվությունը նկատելիո
Քանի որ քանդակները տե քար է ծավալել ծխախոտի դեմ: րեն երկարացնում է կյան
ղադրված են լեռների լանջե Նախ' մեծ հարկ են դրել ծխա քը: Պարզվել է, որ եթե 40-ից
րին, հնագետները կարծում են, խոտի վրա, ապա' պարտադ- բարձր տարիքի մարդը շա
որ ի սկզբանե քանդակները րել են տուփերի վրա տպագ բաթվա ընթացքում 75 րոպե
կանգնեցվել են հասակով մեկ, րել նախազգուշացում' ծխելու հատկացրել է արագ քայլելուն,
բայց հարյուրամյակների ըն պատճառով առաջացող հի ապա նրա կյանքը երկարել է
թացքում թաղվել են գագա թ վանդությունների մասին, հե- 1,8 տարով: Եթե մարզման ժա
ներից և լանջերից անձրևների տո' հանրային վայրերում և մանակը երկարացնենք մինչև
բերած հողի մեջ: աշխատավայրում ծխելու դեմ շաբաթական 150-299 րոպե,
խիստ օրենք են ընդունել: Ար ապա կշահենք 3,4 տարի, իսկ
ՀՈԼԱՆԴԻԱՆ դյունքում 1989 թվականից շաբաթական 450 րոպեի դեպ
մինչև մեր օրերը ծխողների քում 4,5 տարի: Ընդ որում, շա
ԱՃԵԼՈՒ Է թիվը կրճատվել է երկու ան- հում են բոլորը' ինչպես նիհա
գամ: Մասնագետների գնա- րակազմ մարդիկ, այնպես էլ
ԾՈՎԻ ՀԱՇՎԻՆ հատմամբ, այդ կրճատման ավելորդ քաշ ունեցողները և
կեսը բացատրվում է ծխախո անգամ ճարպակալածները:
Ռոտերդամի նավահանգս- տի գնի բարձրացմամբ, հա
տի մոտակայքում ստեղծվել ջողության 14 %-ը վերա գր
է նոր թերակղզի: Հյուսիսա վում է նոր օրենքներին, 10 %-ը'
յին ծովի հատակից բարձրաց ծխախոտից կախվածության
րել են 325 միլիոն խորանարդ բուժմա ն ծրա գրերին և 6 %-ը'
մետր ավազ և ողողադիզել են ԶԼՄ-ներում ծավալված քա
նոր ցամաք: Աշխատանքները րոզչությանը: Ըստ հաշվարկ
տևել են չորս տարի և արժե ների, ընդհանուր ջանքերով
ցել են շուրջ երեք միլիոն եվ մահից փրկվել է 420 հազար
րո: Նիդեռլանդների մակերեսն բրա զիլա ցի:
աճել է 2000 հեկտարով, որը
մոտավորապես 10 ա նգա մ մեծ 2002 թ. հունվարի 1-ից ԱՄՆ
է Մոնակոյի մակերեսից: Նոր Մինեսոտա նահանգում ծխելն
հողի հաշվին ընդարձակվելու արգելվել է ռեստորաններում,
է Ռոտերդամի նավահանգիս իսկ 2007 թ. հոկտեմբերի 1-ից'
տը, որն առանց այն էլ ամենա ամենուր, բացառությամբ բնա-
մեծն է Եվրոպայում: կարանների: Մի քանի տարի
անց նահանգում սրտի կաթ
վածների թիվը նվա զել է մեկ
երրորդով:
«Наука и жизнь», N 2, 2013
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
г
է ՄՒԿՐՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱՑՒՑ ՆԱՆՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱ
ՍԽԵՄԱՆԵՐԻ ՕԼԵԳ ՊԵՏՐՈՍՅԱՆ
ՄԱՍՇՏԱԲԱՎՈՐՄԱՆ
ՍԿԶԲՈՒՆՔՆԵՐԸ, ՀԱՊՀ «Միկրոէլեկտրոնիկա և կեն-
ՍԱՀՄԱՆԱՓԱԿՈՒՄՆԵՐԸ սաբժշկական սարքեր» ամբիոնի
ԵՎ ԶԱՐԳԱՑՄԱՆ վարիչ, տեխնիկական գիտություն
ՀԵՌԱՆԿԱՐՆԵՐԸ ների դոկտոր, պրոֆեսոր
Գիտական հետաքրքրությունների
ոլորտը' գերմեծ ինտեգրալային
սխեմաների նախագծում և մոդելա
վորում, կենսաբժշկական համա
կարգեր և տեխնոլոգիաներ, նեյրո-
սխեմատեխնիկա և նեյրոնային
ց անց եր
Կիսահաղորդչային էլեկ աշխատակից Գորդոն Մուրը իրականացնելու համար պա
տրոնիկան XX դարի հանջում է ավելի շատ կիսա
երկրորդ կեսի ամենախոշոր (նկ1): հաղորդչային սարքեր և չիփի
ձեռքբերումներից մեկն է և Հետագայում տեղի ունե ա վելի մեծ մակերես: Այս պայ
հետագայում կերպափոխվել մաններում տրանզիստորների
է միկրոէլեկտրոնիկայի (ՄԷ), ցավ ինտեգրացման տեմպե չափերի փոքրացումը և նա-
որի հինա կա ն արտադրանքն րի նվազեցում, և ներկայումս նոչափային մասշտաբավոր-
ինտեգրալային սխեմաներն են Մուրի օրենքը ձևակերպվում է ման երևույթները դառնում են
(ԻՍ): Բավական երկար ժա մա հետևյալ կերպ' տրանզիստոր ավելի կարևոր: Հիմնա խ նդի֊
նակ նկատվում է ԻՍ-երի ին ների քանակը բյուրեղի վրա րը դառնում է ավելի զգայուն,
տեգրացման աստիճանի էքս- կրկնապատկվում է յուրաքան քանի որ դասական մասշտա-
պոնենցիալ մեծացման երեք չյուր 1,5 - 2 տարին մեկ: Ցույց բավորման մեխանիզմներն
ուղղություն' առաջինը կապ է տրված նա և, որ Մուրի օրեն ունակ չեն հարմարվելու նոր
ված է տոպոլոգիական չափե քը կարող է գործել մինչև 2020 տեխնոլոգիաներին: ՄՕԿ (մե-
րի փոքրացման հետ և, հետև թվականը, երբ տոպոլոգիա- տաղ-օքսիդ-կիսահա ղորդիչ)
աբար, բյուրեղի վրա տարրերի կան նորմա ն կհասնի 14 նմ-ի,
խտության բարձրացման հետ իսկ փականի ֆիզիկական եր- ԻՍ-ի թ-ալսւրկման սւարիԱ
(ներկայում տոպոլոգիական կարությունը' 6 նմ-ի:
չափերը կազմում են 0,1-0,3 Նկ. 1. ԻՍ-երի ինտեգրացման
մկմ), երկրորդ ուղղությունը ԻՍ-երի զա րգա ց աստիճանն ըստ տարիների.
կապված է բյուրեղի մակերե ման կարևոր միտում 1. ԻՍ-երի թողարկման սկզբնական
սի մեծացման հետ, երրորդ է կիսահաղորդչային փուլ (տրանզիստորների քանակի
ուղղությունը տարրերի դասա- թիթեղի տրամագծի կրկնապատկում 12 ամիսը մեկ)
վորվածքի կոնստրուկտիվ լու մեծացումը' 100 մմ 2. Intel ֆիրմայի միկրոպրոցեսորներ
ծումների լավարկումն է: (1975 թ.), 150 մմ (1983 (կրկնապատկում 24 ամիսը մեկ)
թ.), 200 մմ (1987 թ.),
Մուրի օրենքը 300 մմ (1995 թ.), և 3. օպերատիվ հիշողություն
2012 թվականից այն (կրկնապատկում յուրաքանչյուր 18
Միկրոէլեկտրոնային տեխ կազմում է 450 մմ,
որը կկիրառվի մինչև ամիսը մեկ)
նոլոգիաների զարգացման 2020 թվականը:
օրենքը, որի համաձայն «ԻՍ- ԻՍ-երում տրանզիստոր
ների քանակի աճը ԻՍ-երի
ում տեղաբախշված տրան նախագծման գործընթացում
հանգեցնում է մի շարք խնդիր-
զիստորների քանակը կրկնա ների: ԻՍ-երի աճող ֆունկցիո
նա լ բարդությունը բա րդ ճար
պատկվում է յուրաքանչյուր 18 տարագիտական լուծումներ
ամիսը մեկ», 1965 թվականին
ձևակերպել է Intel ֆիրմայի
58
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
ՄՒԿՐՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱՑՒՑ ՆԱՆՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱ >; * " Iա
տրանզիստորների առանցքա վի: Սակայն բյուրեղի չափերը րողները բա խվեցին ֆիզիկա
յին պարամետրերը, օրինակ'
փականի օքսիդի շերտի հաս չեն կարող մեծացվել առանց կան և տեխնոլոգիական որոշ
տությունը, այլևս հնարավոր
չէ մասշտաբավորել ներքև: կ ո ղ ն ա կ ի երևույթների առա- սահմանափակումների: Ներ
Սա հա նգեցնում է անջատ
ված վիճակում սարքի հոսան ջացման: կայում ա յդ հիմնախնդիրների
քի (այսպես կոչված կորստյան
հոսանք) շատ արագ աճին: Սկսած 2000 թվականից' լուծումը գնում է նոր նյութերի
Այս բոլոր հիմեա խնդիրները
սահմանափակում են թվա ՄԷ-ն հա ղթա հա րել է 100 և կառուցվածքների փնտրտու
յին ԻՍ-երի տակտավորման
արագությունը (clocking speed) նմ նախագծային նորմերը քի ուղիով:
մեծացնելու հնարավորությու
նը: Թվային ԻՍ-երի համար և, այսպիսով, աստիճանա Դասական մասշտաբավոր-
ա յդ հաճախությունը կարող
է մեծացվել, սակայն միև բար ձևափոխվել է նանոչա- ման սկզբունքը նախատեսում
նույն ժամանակ առաջանում
են բարդություններ՝ ջերմու փային էլեկտրոնիկայի: Ներ է, որ ԻՍ-ի տարրերի և միջմի-
թյան գեներացում, սխալների
քանակի մեծացում և այլն: Սա կայում նանոէլեկտրոնիկան ացումների երկրաչափական
հանգեցնում է նոր ճարտա-
րագիտությունների, առաջին հա սել է 14 նմ և ա վելի ցածր չափերի k ա նգա մ փոքրացման
հերթին՝ բազմամիջուկային
պլատֆորմների առաջացման: տեխնոլոգիական նորմերի: դեպքում էլեկտրական դաշտը
Սրանք կտակտավորվեն ավե
լի ցածր հաճախությամբ, որի Այդպիսի տեխնոլոգիական պետք է նա անփոփոխ:
դեպքում կարող են իրակա նորմերով մասշտաբավորու- Մասշտաբավորման օրենքը
նա ցվել զուգահեռ հաշվումներ' մը ցույց է տվել, որ ա յդ ճա
սրանով բարձրացնել համա նապարհին գոյություն ունեն հայտնագործել է Ռոբերտ Դե-
կարգի ընդհանուր արդյունա- մի շարք խնդիրներ' լիցքա նա րդը (Robert Dennard) (IBM
վետությունը: Նպատակն է կիրների շարժունության փոք- ընկերություն)' 1972 թ.: Նրա
շարունակել բարձրացնելով րացում' խառնուկների վրա գաղափարի համաձայն' եթե
համակարգի բնութագրերը' ցրման պատճառով, լիցքերի ՄՕԿ տ րա նզիստորների չա փ ե
պահպանելով համեմատա կորստի աճ' կապված թունե- րի փոքրացման դեպքում պահ
բար ցածր տակտային հաճա լավորմամբ ենթափականա- պանվի էլեկտրական դաշտի
խություններ (մի քանի ԳՀց) և յին դիէլեկտրիկի հաստության լարվածության հաստատուն
ավելացնելով ավելի շատ մի- փոքրացման հետ և p-n ան մեծություն, ապա ԻՍ-ի պա
ջուկներ' զուգահեռ գործողու ցումներով կորստի հոսանքի րամետրերը կբարելավվեն:
թյունների իրականացման հա մեծացում' պայմանավորված Դա նշանակում է, որ եթե, օրի
մար: Հիմնախնդիրներից մեկը, նրանց թափանցման խորու նակ, կրճատվի փականի եր
որն առաջանում է այս տեսա թյան փոքրացմամբ: Հոսքուղու կարությունը n անգամ և մի
կի պլատֆորմների համար, լեգիրումը չլեգիրված հոսքու- աժամանակ նույնքան անգամ
ծրագրի զուգահեռացումն է ղու նկատմամբ հանգեցնում է փոքրացվի աշխատանքային
(code parallelism): թռիչքի ժամանակի և դիմադ լարումը (էլեկտրական դաշ
րության մեծացման: տի լարվածության մեծությու
Հաջորդ' ավելի բարդ ճար- նը ա յդ դեպքում չի փոխվի),
տարագիտությունների հա Մասշտաբավորման հիմ ապա տրամաբանական տար
մար, հիմնախնդիրն այն է, որ նական սկզբունքները րի հապաղման ժամանակը
անհրաժեշտ է չիփի ավելի մեծ ևս կփոքրանա n անգամ: Այս
մակերես, այնպես որ չափը ՄՕԿ տ րա նզիստորների և տեղից հետևում է նա և կոշտ
ևս պետք է մասշտաբավոր- դրանց հիման վրա գերմեծ կախվածություն ԻՍ-ի տարրե
ԻՍ-երի արագագործության րի չափերի և դրանց արտադ
բարձրացման հիմնախնդիր- րողականության միջև: Սա
ների վերաբերյալ ակնարկից կայն նանոչափային տարրերին
հետևում է, որ վերջին տա անցման դեպքում մասշտաբա-
րիներին ՄԷ-ի ավանդական վորման օրենքը չի պահպան
զա րգա ցումը գնում էր ԿՄՕԿ վում նանոէլեկտրոնիկային
կառուցվածքների մասշտաբա- բնորոշ յուրահատուկ հանգա
վորման ուղղությամբ' դրանց մանքների պատճառով: Դրա
չափերի փոքրացման ճանա- համար մտցվել են մասշտա-
պարհով: Սակայն վերջին տա բավորման նոր սկզբունքներ,
րիներին տրանզիստորի հոս- որոնց համաձայն' սնման լա
քուղու ավելի փոքր չափերի րումը փոփոխական է:
անցման դեպքում արտադ
Աղյուսակ 1-ում ներկա յաց
ված են ՄՕԿ տ րա նզիստ որնե
րի մասշտաբավորումը սահ
մանափակող գործոնները:
г նախագծման նորմերին անց
նելիս առաջանում են ֆիզի
է ՄԻԿՐՈԷԼԵԿՏՐՈՆԻԿԱՑԻՑ ՆԱՆՈԷԼԵԿՏՐՈՆԻԿԱ կական սահմանափակումներ.
պահանջվում են ավելի բարակ
ՄՕԿ ինտ եգրա լա յին սխեմաների մա սշտ ա բա վորմա ն կողային պատեր, փոքր խորու
ֆիզիկական սահմանափակումները թյան ակունքային և արտաբե-
րային ա ն ցո ւն ե ր և փականի
Պարամետր Աղյուսակ 1 ավելի բարակ դիէլեկտրիկ:
Ֆիզիկական սահմանափակումը ՄՕԿ տ րա նզիստորների բնու
թագրերի բարելավման տար
Տարրի նվա զա գույն մեծությունը' Հարթակի լեգիրման ֆլուկտուացիաները, բերակ է կարճ հոսքուղային
0,03 նմ ֆոտոռեզիստորի թողտվությունը և p-n երևույթների թուլացումը: Վեր
անցման լայնությունը ջին ժամանակներս դրա հա
մար կիրառվում են կրկնակի
Ենթափականային դիէլեկտրիկի Դիէլեկտրիկով թունելավորման հոսանք փականով տրանզիստորներ,
հաստությունը' 1 նմ ները որոնք երկու կամ բոլոր կողմե
րից ընդգրկում են հոսքուղին
Սնման նվա զա գույն լարումը' Ջերմային պոտենցիալը (նկ. 3):
0,025 Վ
Էլեկտրոնի լիցքի ընդհատությունը, ներ
Հոսանքի նվա զա գույն խտությունը' կառուցված էլեկտրոնի լիցքը
10-6 Ա/սմ2
Աղմուկները, ջերմային էներգիա ն, դի-
Ն վ ա զա գույն հզորություն' 10-12 Վ տ / էլեկտրական հաստատունը
տարր 1 կՀց հաճախականության
դեպքում
Սահմանային արագագործությունը' Լույսի արագությունը
0,03 ն վ
Ենթափականային դիէլեկտրիկի ծակումը,
Սնման առավելագույն լարումը ակունքի և արտաբերի տիրույթների
փոխ ծածկումը
Հարթակի առավելագույն լեգիրումը
p-n անցման թունելային ծակումը
Հոսանքի առավելագույն խտութ
յունը Էլեկտրամիգրացիան, լարման անկումը
հպակների պարազիտային դիմա դրութ
Առավելագույն հզորությունը յունների վրա
Տարրերի քանակը բյուրեղի վրա' Հարթակի և սխեմայի բաղադրիչների
109 ջերմահաղ որդակ անութւունը
Վերը բերված բոլորսահմանափակումները
Ինտեգրալային սխեմա նող զույգ: Այդ չափերը կարելի Նկ. 3. Կրկնակի փականով
ներում ՄՕԿ տ ր ա ն զ ի ս է գնահատել «փականի քայլ» տրանզիստորի կառուցվածքը
տորների մասշտաբավո- պա րա մետրով (նկ. 2):
րումը Հեռանկարային ՄՕԿ
տրանզիստորների առանձ
Ժամանակակից ԻՍ-երը նահատկությունները
հ ի ն վ ա ծ են փոխլրացնող Տիպային ՄՕԿ տ րա նզիս Այդպիսի մոտեցումը հնա
տորի կառուցվածքը հնարավո րավորություն է տալիս ար
(կոմպլեմենտար) մետաղ-օք- րություն է տալիս նվազեցնելու դյունավետ կերպով կառավա
փականի երկարությունը մին րելու ակունքի և արտաբերի
սիդ-կիսա հա ղորդիչ (ԿՄՕԿ) չև 0,06 մկմ պարզ մասշտա- միջև էներգեիական արգել
բավորմամբ: Սակայն 130 նմ քը և էապես թուլացնել 50 նմ
կառուցվածքի վրա, որն օգ նախագծային նորմերից փոքր
Նկ. 2. Փականի քայլի տրանզիստորներում մեծ թվով
տա գործում են n-ՄՕԿ և p -ՄՕԿ կախվածությունը կարճ հոսքուղային երևույթնե
ֆոտովիմագրման րդ
տրանզիստորների փոխլրաց- նախագծային
նորմաներից
«Սիլիցիումը մեկուսիչի
վրա (ՍՄվ) »
ՍՄՎ տ ե խ նո լո գի ա յո վ
պատրաստված ՄՕԿ
տրանզիստորները բավական
հեռանկարային, միկրոհզոր և
բարձր արագագործությամբ,
1,2 Վ և ա վելի ցածր սնման լա
րումով գերմեծ ԻՍ-եր ստեղ-
60
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
ՄՒԿՐՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱՑՒՑ ՆԱՆՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱ
ծելու միջոցներ են, քանի որ դիրների հաղթահարման հա փոքր ժամանակով (low-laten-
ակունքի և արտաբերի տակ մար պետք է մշակվեն նոր
սիլիցիումի փոխարեն հաստ լուծումներ: Այս տեսակետից cy) մեծաքանակ cache-հիշո
օքսիդի առկայությունն էա խոստումնալից տեխնոլոգիա
պես փոքրացնում է հարթակի ներից մեկը եռաչափ ԻՍ-երն ղություն: 3D տ եխ նոլոգիա ն
ունակությունը: ՍՄՎ-ի էական են (3D IC), որոնք հնարավորու
առավելություններից են նաև թյուն են տալիս բարելավելու առաջարկում է Մուրի օրենքով
բաղադրիչների մեկուսացման տեխնոլոգիայի բնութագրե
գործընթացի պարզությունը, րը և նվազագույնի հասցնելու որոշվող առաջընթացի հաս
ինտեգրացման բարձր աս նկարագրված կողնա կի երև-
տիճանը՝ պայմանավորված ույթները: տատման իրատեսական ուղի:
մեկուսացնող գրպանիկների
բացակայությամբ, ճառագայ- Ե ռա չա փ ՒՍ-երի տ ե խ ն ո Բոլոր այս առավելությունների
թումային կայունությունը և լոգիան
հուսալիությունը բարձր ջեր- հետ մեկտեղ, այս դասի ճար
մաստիճաններում: Որոշ դեպ Եռաչափ ԻՍ բա ղկա ցա ծ է
քերում ՍՄՎ կառուցվածքում մի քանի չիփերից, որոնք մեկը տարապետություններին բնո
մեկուսիչի փոխարեն կիրառ մյուսի վրա դասավորված են
վում է օդ («սիլիցիումը ոչնչի պատյանի մեջ՝ ուղղահայաց րոշ են նա և թերություններ՝
վրա »՝ Silicon-on-Nothing տեխ ուղղությամբ: 3D տ րա նզիս
նոլոգիա), որը միավորում է տորի տիպային կառուցվածքը հինա կա նում տեխնոլոգիա
տիպային տրանզիստորների բերված է նկ. 5-ում:
դրա կա ն որակները և ՍՄՎ-ի կան բնույթի: Կառուցվածքի
առավելությունները (նկ. 4):
բարդությամբ պայմանավոր
ված 3D ԻՍ-երի ա րտ ա դրա
կան ելքի տոկոսն ավելի փոքր
է՝ համեմատած ավանդական
կառուցվածքի հետ: Սակայն
3D ԻՍ-երում ա ռա ջա ցող ամե
նակարևոր հիմնախնդիրն
այսպիսի կառուցվածքներում
ջերմության գեներացումը և
ջերմացրումն են:
FinFET - տրանզիստոր:
( FinFET - ուղղահայաց «լո
ո+ լ • ’•*.'Л' Հ - . Vv ղա թև» տիպի չլեգիրված սի-
Նկ. 5. 3D տրանզիստորի կառուցվածքը լիցիումային հոսքուղիներով
P -սփսփ \ “ տրանզիստորների կիրառու
սիլիցիում 4 Այս տ եխնոլոգիա ն հնարա թյունը տարրերի մակերեսի
վորություն է տալիս ունենալու փոքր չափերի հասնելու այ
Նկ. 4. ՄՕԿ տրանզիստորի «սիփցիումը ակտիվ տրամաբանության լընտրանքային մոտեցում է
ոչնչի վրա » կառուցվածքը մի քանի շերտ, որոնք ուղ (նկ. 4):
ղահայաց միջանցիկ անցքե
Նկարագրված կառուց րի միջոցով կապված են մեկը Նկ. 6. ՄՕԿ տիպի տրանզիստորների
մյուսին: Այս տ եխնոլոգիա յի կառուցվածքները.
վածքների հինա կա ն թերու դեպքում համընդհանուր միջ-
միացումների երկարությունն ա. հարթ, բ. FinFET, գ. բազմամուտքանի
թյունը հոսքուղու և հարթակի ավելի կարճ է, միջմիացում-
ների բացթողնման շերտի Մինչև 2005-2007 թվական
միջև բարձր ջերմային դիմա դ լայնությունը (bandwidth) կա ները կորստային էներգայի
րող է համեմատելի դառնալ ծախսի մեծացման հաշվին դի
րության առկայությունն է, որը ավանդական հորիզոնական նամիկ էներգասպառման նվա
տեխնոլոգիայի հետ, սպաս զեցումն ընդունելի էր, քանի
հանգեցնում է ուժեղ ինքնա- ման ժամանակները (latencies) որ ստատիկ էներգասպառումը
և տարածման հապ աղումնե֊ մի քանի կարգով ավելի փոքր
տաքացման, հետևաբար' ֆո- րը դառնում են շատ ավելի էր, քան դինամիկը: Սակայն
պակաս, և ազդանշանի եզրի այդ եղանակը ժամանակակից
նոնների վրա լիցքակիրների կտրուկությունը պահպանվում տեխնոլոգիաների համար ոչ
է: Այն հնարավորություն է տա շահավետ է, քանի որ 90 նմ-ից
ցրման և ակունքի ու արտաբե լիս նաև չիփերի կառուցված ավելի փոքր տեխնոլոգիաների
քում ինտեգրելու սպասման
րի միջև պարազիտային հա
ջորդական դիմադրության մե-
ծացման:
Վերը նշված բոլոր հան
գամանքները զգալի ա զ
դեցություն ունեն չիփերի
կայունության և արտադրո
ղականության վրա: Ակնհայտ
է, որ նկարագրված հիմնա խ ն֊
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
ՄՒԿՐՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱՑՒՑ ՆԱՆՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱ
դեպքում ԻՍ-ի ստատիկ էներ տանքի ընթացքում առանձին
ենթահամակարգերի սնման
գիայի ծախսը դարձել է նույն լարումները և աշխատանքա
յին հաճախությունները փոք
կարգի, ինչ դինամիկ էներգի- րացնելու հնարավորություն
է տալիս' չա զդելով ԻՍ-ի աշ
այինը: 65 նմ տեխնոլոգիայով խատանքի արդյունավետու
թյան վրա: Դրանց միաժամա
պատրաստված ԻՍ-ում կորս- նակյա փոքրացման դեպքում
հնարավոր է ավելի քան չորս
տային հոսանքներով պայմա անգամ փոքրացնել ենթա-
հանգույցի էներգասպառումը:
նավորված էներգասպառումը Ելնելով տոպոլոգիական նա
խագծման սահմանափակում-
կազմում է ամբողջ ԻՍ-ի ծախ ներից' նպատակահարմար չէ
ԻՍ-ի յուրաքանչյուր ենթա-
սած էներգիայի 40%-ից ավե- հանգույց առանձին սնման Նկ. 7. Էներգասպառման և հապաղման
լարման դ ող ին միացնելը: Ուս կախումը VDD-ից
լին: տի ԻՍ-ում մի քանի ենթա-
հանգույցներ միավորում են'
Տեխնոլոգիայի մասշտա- ձևավորելով այսպես կոչված
լարման կղզյա կ (ԼԿ): ԻՍ-ն ԼԿ-
բավորման պատճառով շատ ների բաժանելիս պետք է հաշ հաճախության փ ոքրա ցում
վի առնել ոչ միայն ենթահան-
դժվա ր է լինում արտադրու գույցների սնման լարումների է: ԻՍ-ի աշխատանքի ընթաց
արժեքները, այլև ԻՍ-ի տոպո-
թյան ընթացքում ապահովել լոգիան, ենթահանգույցների քում հազվադեպ է պատահում,
ֆունկցիոնալության տեսակը,
ԻՍ-ի տարրերի պարամետ սխալների առաջացման հա երբ բոլոր ենթահանգույցներն
վանականությունը և այլն: Յու
րերի ճշտությունը: Օրինակ՝ րաքանչյուր ենթահանգույցի աշխատում են իրենց առավե
համար գոյություն ունի սնման
արտադրության ընթացքում լարման միջակայք: V ^ -ով լագույն շեմով: Հետևաբար'
նշանակվում է ա յդ միջակայ
տրանզիստորների պարա քի նվա զա գույն ա րժեքը, VDDH- այն հանգույցները, որոնցից
ով' առավելագույն արժեքը:
մետրերի 30%-ով տարբերու Կատարվում է սնման լարման առավելագույն կատարողա
բաժանում վերջավոր թվով
թյունը կարող է հանգեցնել լարման արժեքների, և որոշ կանություն չի պահանջվում,
վում է տվյալ ենթանհանգույ-
կորստային հոսանքների մին ցի համար սնման լարման VDDM էներգիա խնայելու նպատա
արժեքը, որի դեպքում էներ-
չև 20 անգամ փոփոխության: գասպառման և հապաղման կով կարող են ենթարկվել
արտադրյալը նվազագույնն է
Այսպիսով՝ ժամանակակից (նկ. 7): մասշտաբավորման: Սնման
տ եխ նո լո գի ա ն եր ով պատ Սնման լարման և հա ճա լարման փոքրացմամբ ԻՍ-երի
խության մասշտաբավո-
րաստված ԻՍ-երի համար րումը արտադրողականության նվա
չափազանց կարևոր խնդիր Այս մասշտաբավորման էու զեցման խնդիրը կարել է լու
թյունը սխեմայի սնման լար
է դառնում դրանց էներգաս- ման և սինքրոազդանշանի ծել շեմային լարման փոքրաց-
պառման նվազեցումը: մամբ: Սակայն դա բերում է
Ւնտեգրալային սխեմա անջատված վիճակում սպառ
ների էներգասպառման
նվազեցման միջոցների ման հզորության մեծացման,
արդի վիճակը
ուստի ա յդ դեպքում պետք է
փնտրել փոխզիջում սնման
լարման և շեմային լարման
Տեխնոլոգիայի մասշտա- միջև: ԻՍ-ի էներգասպառման
բավորումը հնարավորություն
է տալիս ավելի ու ավելի շատ նվազեցման շեմային լարման
տարրեր տեղակայելու միև
նույն ԻՍ-ի վրա: Ներկայիս ԻՍ- մասշտաբավորման մեթոդի
երը պարունակում են տարբեր
ֆունկցիոնալությամբ օժտված հիմքում ընկած է տրանզիս
ամբողջական ենթահամա-
կարգեր: ԻՍ-ի աշխատանքի տորի հարթակի պոտենցիալի
ընթացքում ոչ բոլոր ենթա
համակարգերն են աշխատում փոփոխությամբ պայմանա
միևնույն ծանրաբեռնվածու
թյամբ, նույնիսկ ավելին' պա վորված կորստային հոսանք
տահում են այնպիսի ենթահա
մակարգեր, որոնք ԻՍ-ի տվյալ ների փոքրացման երևույթը:
օպերացիայի ընթացքում պա
րապուրդի վիճա կում են: Սա Ենթափականային դիէ-
էներգիայի ծախսի նվա զեց
ման նպատակով ԻՍ-ի աշխա- լեկտրիկի հաստության փոք-
րաց ումից բացի' ԻՍ-երի
չափերի փոքրացման և արա-
գագործության բարձրացման
ուղղությունները նկարագր
ված են աղ. 2-ում:
ՄԷ-ի էվոլյուցիոն զա րգա ց
ման պաշարը (գոնե դասական
հարթ սիլիցիումային տեխնո
լոգիայի հանար) արդեն մոտ
62
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
ՄՒԿՐՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱՑՒՑ ՆԱՆՈԷԼԵԿՏՐՈՆՒԿԱ ա
է սպառմանը (նկ. 8): Նկ. 8-ում ԻՍ-երի չափ երի փ ոքրա ցմա ն և ա ր ա գա գո րծութ յա ն
բերված է նա և «չիփային» ար բարձրացման ուղղությունները
դյունաբերության եկամուտնե
Աղյուսակ 2
րի աճը:
Ո ւղղությունը Կ ա ռուցվա ծքը
Չիփսցիե եկամուտները. միլիստղ յ ^ Հոսքուղու Ujnvphp Ակունք/արտաբեր/տիրույթների
Ge, III - IV աճեցումը (SDE - Source/
Drain Extension) բացառում է
100 f *Engineered* տրանզիստորի բնութագրերի
վատթարացումը և փոքրացնում է
J Si CMOS ենթափականային դիէլեկտրիկի
ծակման հավանակությունը
1* ՆանոէլեկարոԱիկսւ
■ Սպինւորոևիկա
ա/
Սայլն
SiBJT/SiCMOS Щ Ь Г Т
-- — ^
1965 1975 1985 1995 2005 2015 2025 2035 2045 «Սիլիցիումը մեկուսիչի վրա»
ՏալփԱէր տեխնոլոգիան լրա ցուցիչ SiO2
շերտի ստեղծմամբ փոքրացնում է
Նկ. 8. Միկրոէլեկտրոնային պարազիտային ունակությունները'
արդյունաբերության տարեկան մեծացնելով փոխանջատման
եկամուտները և հեռանկարները արագությունը
Գիտական հետազոտու SiGe հոսքուղու կիրառումը վոր ուղղությունը կլինի նանո-
թյունների արդյունքների վեր մեծացնում է տրանզիստորի էլեկտրոնիկան, որը որոշում է
լուծությունը ցույց է տալիս, որ արագագործությունը ոչ այնքան նանոէլեկտրոնային
չնայած ԻՍ-երի գոյություն ու շնորհիվ խոռոչների ավելի սարքերի տարրերի չափերը,
նեցող մասշտաբավորման ֆի մեծ արագագործության, որը որքան դրանց կառուցման գա-
զիկական և տեխնոլոգիական սակայն փոքրանում է հոսքուղու ղափարախոսությունը:
սահմանափակումերին' հնա երկարության փոքրացման հետ
րավոր է շարունակել ԿՄՕԿ
տեխնոլոգիայի առաջընթացը' գործությունը և ինտեգրման
շնորհիվ նոր նյութերի, կա աստիճանը ու նվա զեցնել
ռուցվածքների և սխեմատեխ- սպառման հզորությունը:
նիկական լուծումների կիրա
ռության, որոնք թույլ կտան Սակայն XXI դա րի էլեկտ
բարձրացնել ԻՍ-երի արագա- րոնիկայի զարգացման գլխ ա -
mr ШГ ❁ * Ի ԴԵՊ
Աշխարհում առկա են շուրջ 60 տարած Ֆրանսիայում ըն
քային վեճեր պետությունների միջև: Այդ դունվել է օրենք, որը Ըստ արբանյա կային լու
վիճելի տարածքները կազմում են մոտա պարտադրում է տա
վորապես 780 հազար քառակուսի կիլո րեկան հարյուր գրա սանկարների' Արկտիկայի ՚ * » յ
մետր, այսինքն' ցամաքի ընդհանուր մա մից ավել նանոմաս-
կերեսի մեկ տոկոսից պակաս: նիկներ արտադրող, սառցե «գլխարկը» 1980
ներմուծող կամ վա 2012 թթ. կրճատվել է 40 %-ով:
«Наука и ж изнь», N 2, 2013 ճառող ձեռնարկու
թյուններին գրանցվել
բնա պ ա հպ ա նությա ն
նա խ ա ր ա ր ութ յո ւնո ւմ :
Նանոմասնի կների
ազդեցությունը բնու
թյան և մարդու վրա
դեռևս ուսումնասիր
ված չէ:
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
эк
*ք ք < \
I ]Հ ա յ տ ն ա բ ե ր վ ե լ է մ ո լ ո ր ա կ , ո ր ն
Ի ԴԵՊ
՚® յ առավելագույնս նման է ե ր կ ր ի ն *
Հուլիսի 23-ին ՆԱՍԱ ամե անցնում է աստղից այնպի խիստ տարբերվել Երկրի չա
սի հեռավորությամբ, որ նրա փերից, կամ դրանց ուղեծիրը
րիկյան տիեզերական գոր մակերևույթին ջուրը կարող է և կենտրոնական աստղի ճա-
լինել հեղուկ վիճակում, որն ռագայթումե այդքան նման չեն
ծակալությունը հայտարարել անհրաժեշտ է սպիտակուցա եղել Երկրի համանման չափա-
յին կյանքի գոյության համար: նիշներին: Դա է պատճառը,
է Երկրին չափազանց նման Աստղի շուրջն այդ մոլորակի որ դրանց միայն փոքր մասն է
պտույտի պարբերությունը 385 «բնակման գոտում»:
մոլորակի հայտնաբերման օր է, որն ընդամենը 5 տոկո
սով է տարբերվում Երկրի հա «Նախկինում մենք չենք
մասին: Այն պտտվում է պա մանման ցուցանիշից: Էկզոմո- տեսել Երկրին այդքան նման
լորակի համեմատաբար փոքր մոլորակներ»,— ասել է Ռոն
րամետրերով Արեգակին չափերը և երկրայինին մոտ Ջենկինսը' «Կեպլեր» աստղա
զանգվածը, որը հաշվարկվում դիտակից ստացվող տ վյա լնե֊
նման մի աստղի շուրջը: է պտույտի պարբերության հի րի ավագ վերլուծաբանը:
ման վրա, հնարավորություն է
Հայտնագործությունը կա տվել հետազոտողներին են Ինչպես նշում է Ինտեր-
թադրելու, որ հայտնաբերված ֆաքս գործակալությունը, մի
տարվել է «Կեպլեր» տիեզե երկնային մարմինը, հավանա ակ դժվարությունն այն է, որ
բար, Երկրի պես ժայռոտ է և Երկրի այդ երկվորյակը Երկ-
րական աստղադիտակի օգ պինդ: Պինդ մակերևույթ ունե րից հեռու է 1,4 հա զ. լուսա
ցող մոլորակներ հայտնաբեր յին տարի. գոյություն ունեցող
նությամբ, որը դուրս է բերվել վել են նա և նախկինում, սա տեխնոլոգիաների օգնությամբ
կայն կամ դրանց չափերն են ճանապարհորդությունը մին
ուղեծիր էկզոմոլորակների չև Kepler-456b կտևի շուրջ 550
մլն երկրային տարի:
(Արեգակնային համակարգի
սահմաններից դուրս մոլո
րակներ) որոնման համար:
Հայտնաբերված Kepler-452b
էկզոմոլորակի տրամագիծն
ընդա մենը 1,6 ա նգա մ է մեծ
Երկրի տրամագծից, և այն
այսպես կոչված «բնակման
գոտում» է. դրա ուղեծիրն
՚ http://news.am /rus/news/278367.htm l
64
ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ № 4 . 2015
tk*v'P;>tSGfj/fy ա ա ըտ ա ւ
lF-cW■■:■•՛S•■•,r ’
Հ/-'՚չ1(<£՛':VЖ՝ З"֊.Е"Ղ*-
Ա Մ ԵՆ Ա ՀԵՏԱ ՔՐՔԻՐ
■ ՀԱ Ն Դ !° ա 1
<ь
•■-■ ՜՜_____ гп ^и п а^и и ■
Ա Շ էսՍ ԼՐ Հւ^Ւ Ա 1 < ծ М*+жтшяжжйШ*‘
Г. 'Д.--1/Г -•:'»• Հ Տ յ^ Հ
Тгггггтг^ТГГГ ^^^^к,рсъчпггц 11 '/ / / / / / / iif / f i
" v"
UU՚-՚*Ւ>(՚ 'ՈՒ• Հ-4յ8|* Vw* ix r
t f^
ШВа