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[心得] “光电效应”做“算术加法”或者“逻辑与”运算

已有 1003 次阅读 2023-12-3 22:53 |个人分类:痛苦的人生|系统分类:科研笔记

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[心得] “光电效应”做“算术加法”或者“逻辑与”运算

                                                            

光电效应: photoelectric effect

算术加法: arithmetic addition

逻辑与: logic AND

霍尔效应: Hall effect

量子霍尔效应: quantum Hall effect

磁场: magnetic field


   “光电效应”做加法与逻辑与运算:                                                   

   2个或2个以上光线束同时照射同一区域,光电效应产生的光电子数量会大于单个光线

   这样,就可以用作算数加法或逻辑与的运算。对于线性度好的光电效应材料,直接做“算数加法”。设定阈值,可以改造为“逻辑与”运算。

   采用半导体器件(发光、受光),具有制作成集成电路芯片的可能性。

                                               

   类似地:将一个电信号转换成一个磁场。将多个磁场同时作用于一个区域,利用“霍尔效应 Hall effect”同样实现算数加法和逻辑与的运算。当然还可以利用“压电效应”等其它多种分布式的物理场。

图1  压电效应“场运算”的一个结构示意图(俯视图)_小.jpg

                                               

晶体管、集成电路的相关历史照片:

世界上第一个晶体管——用锗制成 来源:Wikipedia.jpg

图1  世界上第一个晶体管——用锗制成。 来源:Wikipedia

https://img-nos.yiyouliao.com/alph/166f4e96fbe6af918dc44810b8ab6e16.jpg?yiyouliao_channel=msn_image

https://pc.yiyouliao.com/microsoft/article/rivers/newsfeed/1531576099383816194/ID000BGZSCYZQDO.html?channel=84129b6b6fb24e1398d282ec0e4edd1d  

                                               

1958年,Jack Kilby展示了第一个可工作的集成电路(IC).jpg

图2  Jack Kilby's demonstration of the first working integrated circuit (IC) in 1958 revolutionized the field of microelectronics.  1958年,Jack Kilby展示了第一个可工作的集成电路(IC),彻底改变了微电子领域。

https://ids.si.edu/ids/deliveryService?id=NMAH-AHB2006q21246

https://americanhistory.si.edu/collections/search/object/nmah_689592

                                               

1949年肖克莱(William Bradford Shockley)的结型晶体管论文 第468页.png

图3  肖克莱 1949-07 论文《The Theory of P-N Junctions in Semiconductors and P-N Junction Transistors 半导体中的P-N结理论和P-N结晶体管》第 468页。

https://ieeexplore.ieee.org/document/6773080/citations#citations

                                               

所以,看内涵,不看长相!

                                               

   集成电路发明人基尔比(Jack St. Clair Kilby)在2000-12-08 的诺贝尔演讲(Nobel Lecture)里写到:

   Charles Townes won the Nobel Prize for his work in laser technology, and he summed up how I feel. Townes said, "It's like the beaver told the rabbit as they stared at the Hoover Dam. 'No, I didn’t build it myself. But it’s based on an idea of mine!'"

Nobel Lecture Jack Kilby 2000-12-08 裁剪出.png

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2000/kilby/lecture/

                                 

   查尔斯·汤斯(Charles Hard Townes)因其在激光技术方面的工作获得了诺贝尔奖,他总结了我的感受。汤斯说:“这就像海狸盯着胡佛大坝对兔子说。‘不,它不是我自己亲自建造的。但它基于我的想法!’

                           

参考资料:

[1] 2022-01-20,光电效应/photoelectric effect/徐湛,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=151344&Type=bkzyb&SubID=95660

[2] 2023-09-07,光电效应/photoelectric effect/杨容,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=581139&Type=bkzyb&SubID=100024

   光强只影响光电流的强弱,入射光越强,单位时间内发射的电子数越多,光电流越大;光电效应具有瞬时性,即使入射光强度非常微弱,在入射光照射后立即产生光电流,响应时间不超过10-9秒。

[3] 科普中国,2021-12-31,光电耦合元件

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=188943  

[4] 2022-01-20,霍尔效应/Hall effect/万歆,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=132447&Type=bkzyb&SubID=105152

[5] 2022-07-02,霍尔效应/Hall effect/曾令之,王以铭,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=140391&Type=bkzyb&SubID=109353

[6] 2022-10-13,量子霍尔效应/quantum Hall effect/万歆,李永庆,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=132578&Type=bkzyb&SubID=105152

[7] 2023-04-29,发光二极管/light emitting diode; LED/余金中,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=104757&Type=bkzyb&SubID=95647

   发光二极管、超发光二极管

[8] 2023-02-22,发光二极管/light emitting diode/林燕丹,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=232191&Type=bkzyb&SubID=149875

   LED的响应时间只有几十纳秒。

[9] 2023-06-02,光电式传感器/photoelectric transducer/郭振芹,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=505021&Type=bkzyb&SubID=261198

[10] 2023-06-21,半导体光敏元件/semiconductor light sensitive element/段尚枢,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=505307&Type=bkzyb&SubID=261197

   光敏电阻,光敏二极管,光敏三极管

[11] 2022-01-20,光电式传感器/photoelectric sensor/郭振芹,徐开先,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=199386&Type=bkzyb&SubID=140958

   光敏电阻、光电二极管、光电三极管、场效应光电管、雪崩光电二极管、电荷耦合器件等

[12] 2023-05-06,压电材料/piezoelectric material/荆西平,刘子玉

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=189673&Type=bkzyb&SubID=122271

[13] 2022-01-20,压电晶体/piezoelectric crystal/郑燕青

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=55126&Type=bkzyb&SubID=64323

[14] 2023-06-08,压电晶体/piezoelectric crystal/袁若

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=17745&Type=bkzyb&SubID=62100

[15] 2022-12-23,二氧化硅/silicon dioxide/荆西平

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=297069&Type=bkzyb&SubID=120529

   具有压电性的单晶石英可制作电子器件和超声波元件。

[16] 2022-01-20,光纤通信/optical fiber communication/纪越峰

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=110366&Type=bkzyb&SubID=99604

   1966年,美国物理学家高锟等研究者开创性地提出,利用石英玻璃制作的光学纤维(简称光纤)可作为传输媒介来实现新型通信方式的基本原理,奠定了后续光纤通信理论研究与实际应用的重要基础。

[17] 2022-12-23,石英/quartz/汪灵,张湘辉

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=547866&Type=bkzyb&SubID=225467

   石英是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,通常为乳白色或无色,因各种杂质的混入可呈现不同的颜色,半透明,硬度7,性脆,无解理,贝壳状断口,油脂光泽,相对密度2.65,具旋光性、压电性,传热性差,不导电,其电学、热学和某些机械性能均具有明显的异向性。

                                               

相关链接:

[1] 2023-12-01,《科学网》博克第 16 年开始!(俺在科学网开始第16年)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1412056.html  

                 

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