آنچه امروز به نام دره سیلیکون(SILICON VALLEY) نامیده و شنـــاخته می شود منطقه ای است در حدود 70 کیلومتری جنوب شرقی سانفرانسیسکو در حومه سانتا کلارا کالیفرنیا. این منطقه اقتصادی و غنی از لحاظ کشاورزی که در شمال غربی دره پالو آلتو(PALO ALTO) واقع شده، نواری است به طول 45 کیلومتر و عرض 15 کیلومتر و در حد فاصل خلیج سانفرانسیسکو در شرق و کوههای سانتاکروز در غرب و ساحل جنوب شرقی محصور شده و بین شهرهای سانفرانسیسکو و سن خوزه قرار گرفته است. زمانی آن منطقه با درختان آلو، زردآلو و گردویش شناخته می شد و به دره قلبهای مشتاق شهرت داشت. این وضعیت حتی تا پایان جنگ جهانی دوم نیز ادامه داشت به گونـــه ای که صنایع اصلی در اطراف سن خوزه عمدتاً صنایع فرآوری غذا بود.
تولد دره سیلیکون
آنچه سرنوشت این منطقه کشاورزی و خوش آب و هوا را تغییر داد، همجواری با دانشگاه استنفورد بود، دانشگاهی که در سال 1891 توسط (LELAND STANFORD) تاسیس شده بود و امروز یکی از بهترین دانشگاههای آمــریکا به شمار می رود. برخی استادان و دانش آموختگان این دانشگاه عامل تغییر سرنوشت این منطقه و تبدیل آن به یکی از مهمترین مراکز صنعتی و اقتصادی جهان بودند.
دره سیلیکون امروز مرکز اقتصاد اینترنت و یک منطقه فناوری برتر است که توسعه فناوری اطلاعات وارتبـاطات از آنجا شروع و عرضه می شود. محل تولد دره سیلیکـون را گاراژی می دانند که در دهه 1930 دو دانشجوی مهندسی دانش آموخته دانشگاه استنفورد یعنی دیوید هیولت و ویلیام پکارد فعالیت کاری خود را از آنجا آغاز کردند. این گاراژ در خانه شماره 367 خیابان آدیسون شهر پالوآلتو کالیفرنیا واقع بود.
از قوانین گاراژ تا راهHP
گاراژ کوچک شهر پالوآلتو محل تولد شرکت هیولت - پکارد (HP) ، اکنون به عنوان نمـــــاد و محل تولد دره سیلیکون شناخته می شود. این اتفاق در سال 1937 روی داد اما ثبت HP به عنوان یک شرکت ده سال بعد در سال 1947 انجام گرفت. فروش شرکت در سال نخست تاسیس 5369 دلار با سودی معادل 1563 دلار بود. کارکنان HP در سال 1950 به 1460 نفر رسید که 70 نوع محصول مختلف را تولید می کرد و دومیلیون دلار درآمد داشت. این تعداد در سال 1964 به 7500 نفر و 1500 نوع محصول رسید.
درسال 1966 رایانهHP 2116A با ظرفیت8K حافظه به قیمت 30 هزار دلار از سوی شرکت به بازار روانه شد. اولین سری ماشین حساب HP 9100 با صفحه نمایشگر به قیمت 5/000 دلار در سال 1968 عرضه شد. اولین ماشین حساب علمی جیبی نیز در سال 1972 توسط شرکت به بازار عرضه شد. تعداد کارکنان در سال 1970 به 16 هزار نفر رسید. اولین رایانه 32 بیتی رومیزی تحت عنوانHP 9000 توسط شرکت در سال 1982 ساخته و عرضه شد.
برای نخستین بار رایانه های شخصی صفحه تماسی تحت عنوانHP 150 در سال 1984 توسط شرکت ارائه شد. دوسال بعد از سوی شرکت ماشین های فاکس و همزمان اولین چاپگر لیزری عرضه شد. تاکنون بازار مسلط این نوع چاپگرها منحصراً در اختیارHP بوده است. امروزه گاراژ کوچک هیولت - پکارد به شرکت عظیم رایانه ای HP تبدیل شده که در تولید و عرضه تجهیزات فناوری اطلاعات و ارتباطات در جهان پیشتاز است. این برتری و پیشتازی تنها به جنبه هایی که برشمرده شد محدود نمی شود بلکه این شرکت از لحاظ توجه به مبانی مدیریتی و تحول آن در اداره کسب و کار بر نحوه اداره بسیاری شرکتهای پس از خود تاثیر داشته است.
سخنی که دیوید هیولت در سال 1990 برزبان آورد بی تردید حقیقتی آشکارا در خود داشت. او گفت؛ وقتی به گــذشته کاری خود می نگرم، مفتخرم به اینکه شرکتی را تاسیس کرده ام که باارزشها، عملیات و موفقیتهایش به راه دیگر شرکتها اثر گذاشته است. براستی نیز چنین است. اکنون شرکتHP بزرگترین شرکت در دره سیلیکون و از عظیم ترین شرکتهای فناوری اطلاعات در جهان است با 125 هزار عضو و 50 میلیارد دلار فروش سالانه. پیشتازی شرکت جنبه دیگری نیز داشته است و آن ابداع شیوه مدیریتی است که به سبک مدیریت دره سیلیکون موسوم شده و متفاوت از سبکهای پیشین مدیریت و حاوی نکات درس آموز بسیار است. این شیوه از همان روزهای نخست راه اندازی گاراژ کوچک به عنوان کارگاه هیولت و پکارد خود را نشان داد و به قوانین گاراژمعروف گشت. برخی از این قوانین عبارت بود از:
باور کنید که می توانید دنیا را تغییر دهید؛
سریع کار کنید، جعبه ابزار را قفل نکنید، همه وقت کار کنید؛
بدانید چه موقع تنها کار کنید و چه موقع جمعی؛
به کارکنان و همکاران خود اعتماد کنید؛
ایده ها را مشارکتی سازید؛
سیاسی نباشید، کاغذبازی نکنید؛
مشتری است که مشخص می کند کیفیت کار چگونه باید انجام شود؛
راههای متفاوتی برای کارکردن اختراع کنید؛
هرروز دین خویش را ادا کنید؛
باور کنید که در صورت باهم بودن هرکاری می توان انجام داد.
در سال 1957 که شرکت به ثبت رسید و عمومی شد، هیولت و پکارد اصول مدیریت خود را در کتابی که دیوید پکارد تحت عنوان راه HP » منتشر کرد ارائه دادند. راهHP که توسط پکارد تشریح شده بر محور اعتماد دور می زند. پکارد معتقد است اعتماد محور راهی است کهHP براساس آن کسب و کار خود را پیش می برد. بازبودن درها و انبارها نشانه ای از اعتماد است. او این سخن را زمانی بر زبان راند که یک انبار را قفل شده دید. قفل را باز کرد و آن را به همراه یک یادداشت روی میز مسئول مربوطه گذاشت و نوشت اتاق قفل شده هماهنگ با تفکرHP نیست. آنها معتقد به استخدام بهترین ها و گماردن افراد مناسب در مشاغل مناسب بودند. هدف از کسب و کار در نظرآنها دستیابی به ثروت نیست بلکه انجام یک خدمت یا ارائه یک محصول مورد نیاز است که از طریق آموزش مستمـر کارکنان و مدیریت فرآیندها بـه دست می آید.
پدر دره سیلیکون
در دهه 1930 پروفسور فرد ترمن(FRED TERMAN) استاد مهندسی برق دانشگاه استنفورد متوجه فقدان فرصتهای شغلی در منطقه برای دانش آموختگان رشته مهندسی دانشگاه شد، به گونه ای که آنان مجبـــــور می شدند برای یافتن شغل به ساحل شرقی بروند. آنچه او به عنوان راه حل برای رفع این مشکل در نظر داشت راه اندازی فعالیتهای فناوری در محل بود. اولین اقدام او در این زمینه تشویق شدید شاگردانش به تاسیس شرکت توسط آنها در منطقه بود. از جمله شاگردان بااستعداد او که سخن استاد خود را پذیرفتند و هسته اولیه دره سیلیکون را باتاسیس شرکت خود بنیان گذاشتند ویلیام هیولت و دیوید پکارد دانشجویان مهندسی برق دانشگاه بودند. گرچه دیوید پکارد پس از دانش آموختگی در سال 1934 به شرکت جنرال الکتریک در نیویورک پیوست اما ویلیام هیولت تا یکسال پس از دانش آموختگی نیز بااستاد خود پروفسور ترمن به کار تحقیقاتی در دانشگاه ادامه داد. او در این مدت کار طراحی و ساخت نوسان ساز صوتی را انجام داد. پکارد از جنرال الکتریک برگشت و با پیوستن به هیولت، با تشویق استاد خود به فکر عرضه تجاری نوسان ساز صوتی افتادند. آنها در سال 1937 در محل یک گاراژ که تنها فضای حضور یک خودرو را داشت شرکت کوچک خود را تاسیس کردند. سرمایه اولیه شروع کار این شرکت تنها 538 دلار بود. اولین مشتری عمده وسیله الکترونیک آنها که برای آزمایش تجهیزات صوتی به کار می رفت شرکت والت دیسنی بود که خرید 8 دستگاه نوسان ساز HP200A را برای ساخت فیلمFANTASIA به شرکت نوپا سفارش داد. این آغاز یک رشد بی پایان بود.
طی جنگ جهانی دوم پروفسور ترمن ارتباطات قوی و خوبی با مرکز کشور برقرار کرد و مدتی به آنجا رفت و پس از بازگشت به دانشگاه، موفق به بستن قراردادهای دولتی برای دانشگاه استنفورد و شرکتهای محلی شد. پس از جنگ، دانشگاه استنفورد دچار مشکلات مالی بود و برای تامین اعتبار جهت پاسخگویی به رشد سریع پس از جنگ به شدت به پول نیاز داشت. پروفسور ترمن برای حل مشکل تلاش می کرد. او ایده تاسیس پارک صنعتی استنفورد را از طریق اجاره بخشی از زمینهای دانشگاه به شرکتهای دارای فناوری برتر به مدت 99 سال مطرح کرد. گرچه استنفورد از لحاظ مالی ضعیف بود اما مالکیت بیش از 3240 هکتار زمینهای اطراف را داشت. بالاخره پارک صنعتی استنفورد به عنوان اولین پارک صنعتی جهان در سال 1954 تاسیـس شد که می توان به نوعی آن را هسته اولیه دره سیلیکون نیز نامید. این پارک صنعتی که در جوار دانشگاه تاسیس شده بود تسهیلاتی برای شروع کار شرکتهای تازه تاسیس فراهم می آورد و از لحاظ علمی و تحقیقاتی به آنها کمک می کرد. بدین ترتیب یک مرکز فناوری بالا در کنار یک مرکز دانشگاهی قرار گرفته بود.
پروفسور ترمن در سال 1958 نایب رئیس دانشگاه استنفورد شد. اوCARL DJERASSI یک دانش آموخته دانشگاه ویسکانسین را که معاون مرکز تحقیقات SYNTEX بود به کار گرفت. این دو در یک حرکت زنجیره ای، شرکتهای بیولوژیک و دارویی بسیاری در منطقه راه انداختند و بخش شیمی دانشگاه را به یکی از بهترینها در دانشگاههای آمریکا تبدیل کردند. بدین ترتیب SYNTEXیک شــــرکت بین المللی شد که مرکز آن در پارک صنعتی بود. شهرت و رشد فوق العاده پارک صنعتی استنفورد، بخش تحقیق و توسعه (R&D) صنایع و شرکتهای بسیاری از جمله جنرال الکتریک، کداک و شاکلی را به آنجا کشاند.
بسیاری از محققان، پروفسور فرد ترمن دانش آموخته و استاد دانشگاه استنفورد را پدر دره سیلیکون می دانند. گرچه ویلیام هیولت در مواردی دکتر فورست (LEE DE FOREST) را پدر دره سیلیکون می داند. او بااختراع لوله خلاء تقویت کننده در سال 1906 راه فعالیتهای رادیویی و الکترونیکی را گشود. هیولت کار عظیم دکتر فورست را چون ابرنواختر (PANAROMA) می دانست که بر تحولات آینده بشرتاثیر بسیاری خواهد گذاشت.
هیــولت مفهوم ابرنواختر را برای بیان عقیده اش در مورد تاریخ دره سیلیکون به کار می برد. البته امروز پس از چند دهه از اختراع تقویت کننده های صوتی، مفهومی که او درباره تاثیرش سخن گفته بود بر همه آشکار شده است.
مطابق اظهارنظر اشکلوسی(SHKLOVSKI) ستاره شناس، کل انرژی تولیدشده توسط تمدن بشری در 300 سال اخیر انقلاب صنعتی هنوز یکصدم درصد انرژی تشعشعی خورشید است که به سطح زمین رسیده است. اگر با یک رادیوتلسکوپ از فضای بیرونی به کره زمین نگاه شود، امواج متصاعده حاصل از فناوری ارتباطات از کره زمین بسیار شبیه انفجار و تولد یک ستاره جدید برروی سیاره سرد زمین است. آری زمین یک منبع نشر رادیویی در منظومه شمسی است و این همان تعبیر ابرنواختری است که هیولت به کار می برد.
وجه تسمیه
اصطلاح دره سیلیکون اولین بار در سال 1971 توسطDON HOEFLER ابداع شد. این روزنامه نگار در یک سلسله مقالات که برای نشریه هفتگی اخبار الکترونیک می نوشت این اصطلاح را برای بیان رشد قارچ گونه انبوهی از شرکتهای الکترونیک به کار برد که در منطقه سانتاکلارا تاسیس می شدند. حقیقت آن بود که با زنجیره ای از اختراعات که صورت گرفت همه چیز از سیلیکون ساخته شد. نیمــه هادی ها (SEMICONDUCTOR) در سال 1947 در آزمایشگاه BELL شرکتAT&T ، مدارهای مجتمع(INTEGRATED CIRCUITS) IC. در سال 1958 در کارخانه نیمه هادی FAIRCHILD و بالاخره اولین ریزپردازنده (MICROPROCESSOR) به نام تراشه 4004 (CHIP) در سال 1971 در شرکت اینتل. بدین ترتیب انقلاب رایانه آغاز شد.
طی دهه 50 برنامه های دفاعی در حوزه هوا- فضا والکترونیک به شدت باعث رشد منطقــه دره سیلیکون شد. رونق گــــرفتن کار وکسب نیمه هادی نام سیلیکون را بر تارک آن دره سرسبز نشاند. تهیه نیمه هادی توسط موسسات دفاعی کل تولید شرکتها را شامل می شد. شرکت هوا - فضای لاکهید در سال 1956 به پارک صنعتی آمد. این شرکت به دانشگاه کمک کرد تا بخش هوا - فضا را تاسیس کند و دانشگاه نیز مشاوره علمی و آموزشی به کارکنان آن شرکت را به عهده گرفت. بخشهای تحقیق و توسعه آی بی ام در سال 1952، ناسا در سال 1958 و زیراکس در سال 1970 به منطقه پارک صنعتی استنفورد واقع در دره سیلیکون آمدند.
از چرتکه تا رایانه
تاریخ رایانه به نوعی از هزاران سال قبل شروع شده است، از یک وسیله محاسباتی دست ساز به نام چرتکه که ابتدا در آسیا اختراع شد و امروزه حتی در برخی کشورها کاربرد نیز دارد. در سال 1964 بلزپاسگال ریاضیدان جوان فرانسوی یک وسیله مکانیکی ساده به صورت چرخ محاسبه گر برای جمع کردن اعداد ابداع کرد. لایب نیتزدر سال 1694 کار پاسگال را توسعه داد و ضرب و تقسیم را بر آن افزود. در سال 1823 اولین ماشین حل مسائل جبری توسط چارلز بابیج ساخته شد. اولین ماشین تحریر تجاری در سال 1868 توسط کریستوفر شولتز ابداع شد. در سال 1872 لرد کلوین اولین محاسبه گر آنالوگ را برای محاسبه ارتفاع مد در اسکله های انگلیس ساخت. اختراع دستگاه چاپ، تلگراف، تلفن، گرامافون، امواج رادیویی، بی سیم توسط گوتنبرگ، مورس، گراهام بل، ادیسون، هرتز و مارکنی در سال 1488، 1837، 1876، 1877، 1888 و 1894 به تکامل حوزه فناوری اطلاعات کمک کرد.
آغاز قرن بیستم زمان به ثمرنشستن تلاشهای صدها سال گذشته بود. در سال 1906 اولین سیگنال تقویت کننده از یک لوله خلاء توسط دکتر فوبت تولید شد. او را پدر الکترونیک نامیده اند و اشاره شد که حتی دیوید هیولت او را پدر دره سیلیکون می داند. در سال 1923 شرکت آی بی ام اولین ماشین تحریر برقی تجاری را عرضه کرد. سنگ بنای شرکت عظیم HP نیزدر سال 1937 در منطقه دره سیلیکون نهاده شد. در سال 1940 BERRY و ATANASOFT رایانه ای بااستفاده از لوله های خلاء طراحی کردند. سه سال بعد اولین رایانه تمام الکترونیک دیجیتالی به نامENIAC براساس سیستم دوتایی(BINARY) ساخته شد. وزن این رایانه 30 تن به ارتفاع 5 متر و طول 24 متر شامل 18هزار لوله خلاء و 500 هزار اتصال لحیم کاری شده به ارزش 487 هزار دلار بود که 5000 عمل جمع را در یک ثانیه انجام می داد. بدنیست بدانیم امروزه این همه تجهیزات در صفحه ای به اندازه یک کـارت جیبی جا مــــی گیرد در سال 1955 شاکلی نیمه هادی را در دره سیلیکون ساخت و یک سال بعد به همراه باردین و براتین برنده جایزه نوبل فیزیک به دلیل اختراع ترانزیستور شد. در سال 1957 شرکت نیمه هادی فایرچایلد تاسیس شد.
در آغاز دهه 60 ماشین حسابهای رومیزی ساخته شد. موس رایانه در سال 1963 توسط ENGLEBART ابداع شد. این وسیله در ابتدا نشانگر موقعیتX-Y خوانده می شد.
در سال 1968 شرکتHP اولین ماشین حساب HP9100 را با صفحه نمایشگر به قیمت 5/000 دلار عرضه کرد. اولین ریزپردازنده ساخت شرکت اینتل به نام 4004 توسط HOFF، MAZER،NOYCE وFAGGIN در سال 1969 عرضه شد. ریزپردازنده اینتل 8008 و 8080 به ترتیب در سالهای 1971و 1974 ساخته شد. زبان PL/I به عنوان اولین زبان برنامه نویسی برای تراشه 4004 توسط KILDALL در سال 1972 نوشته شد.
چگونه سیلیکون به دره آمد
در سال 1955 دانش آموخته دانشگاه استنفورد دکتر ویلیام شاکلی(SHOCKLEY) شرکت ترانزیستورسازی شاکلی را تاسیس کرد. او ترانزیستور را در آزمایشگاهBELL براساس اصل تقویت جریان الکتریکی بااستفاده از یک ماده نیمه هادی جامد ساخته بود. این ایده براساس این واقعیت استوار بود که جریان الکتریسیته را درون سیلیکـــــون می توان به صورت انتخابی کنترل کرد بـــــــه گونه ای که برخی مناطق هادی جریان و برخی مناطق مجاور عایق باشند. به این جهت لفظ نیمه هادی به آنها اطلاق شد و به صورت جایگزینی مناسب برای لوله خلاء غیرپایدار تجاری درآمد. اما جدالی داخلی در انتخاب یکی از دو ماده نیمه هادی سیلیکون و ژرمانیم بروز کرد.
شاکلی به شدت طرفدار ژرمانیم بود اما مهندسانش گوردون مور، شلدون رابرتز و اوژه کلاینر و دیگران سیلیکون را ترجیح می دادند. همین امر باعث شد آنها در سال 1957 شرکت شاکلی را ترک کنند. روبرت نویس نیز که مدت کمی با شاکلی کار کرده بود به هفت مهندس قبلی پیوست و به اتفاق آنها در سال 1958 شرکت نیمه هادی فایرچایلد را تاسیس کرد. فایرچایلد اولین شرکتی شد که تولید انبوه تراشه های سیلیکون را به صورت موفقیت آمیز انجام داد. در این تراشه ها، حافظه ساده ای به صورت سوئیچ روشن - خاموش ذخیــــره می شود. این همان چیزی است که امروزه به عنوان مدار مجتمع(IC) شناخته می شود. همین شرکت بود که هسته و زمینه تاسیس شرکتهای اینتلSIGNETIC ، (که امروزه نیمه هادی فیلیپس نام دارد) و AMD را فراهم آورد. این شرکتها اساس صنعت نیمه هــادی را تشکیل می دادند که بعدها نام دره سیلیکون را برای دره غنی کشاورزی کالیفرنیای شمالی به ارمغان آوردند.
در دهه 1960 فعالیتها برروی سری کوچک تراشه های مخصوص متمرکز بود و بنابراین، قیمت این محصولات بسیار بالا بود. اما حوزه جدید تجاری در دهه 1970 براساس استانداردسازی و مقیاس اقتصادی تولید با ساخت تراشه هایی با حافظه مخصوص (DRAM) توسعه یافت. گوردون مور و روبرت نویس پس از ده سال فایرچایلد را ترک کردند و با سرمایه آرتور راک شرکتی به نام اینتل را راه انداختند. در ابتدا شرکت تراشه یک کیلوبایتی DRAM را در سال 1971 و سپس در سال 1974 تراشه چهارکیلو بایتی را عرضه کرد. در سال 1979، 16 شرکت که پنج تای آن ژاپنی بودند برسر تولید و عرضه DRAM شانزده کیلوبایتی ارزان قیمت رقابت داشتند.
تراشه یا مدارهای مجتمع اینتل به زودی در صنعت به عنوان استاندارد پذیرفته شد. در دهه 70 هنگامی که اینتل واحد پردازنده رایانه (CPU) موسوم به 8008 را در 1973 عرضه کرد صنعت نیمه هادی متحول شد.
خصوصیت منحصر به فرد این تراشه آن بود که می توانست میلیونها و سپس میلیاردها سوئیچ روشن - خاموش را که اساس عملیات رایانه را تشکیل می دهد در خود داشته باشد. از آن تاریخ به بعد هردو سال چگالی تراشهRAM دو برابر شد. این موضوع به قانون مور معروف شد. اساس ابداع این تراشه برپایه تعدادی اختراع مهم استوار بود که پایان قرن بیستم را شکل داده بود. قیمتها رو به نزول داشت. تراشه 8088 که در سال 1975 صدوده دلار بود در سال 1977 به 20 دلار و در 1980 به 8 دلار تنزل یافت. تولید انبوه به عنوان یک استاندارد دره سیلیکون پذیرفته شده بود. اما در سال 1986 شرکتهای ژاپنی با بهبود مستمر در فرآیند و محصول و روابط خوب با مشتری و تامیـن کننده، تراشـــه های ارزانتر تولید کردند. تسهیلات و تجهیزات تولید به کشورهای با نیروی کار ارزان منتقل شد.
سرعت ، این روزها بر همه شوون زندگی انسان سایه افکنده است. بشر تا آنجا که بتواند می خواهد مرزهای تعریف شده سرعت را در عرصه های مختلف درهم شکند و به حدود جدید این مرزها دست یابد.در چنین شرایطی ، خودروها، هواپیماها و ابزارهای محاسبه در این راه هر روز متحول می شوند و اگر در این بحبوحه ، از روشی جدید که به این روند شتاب بخشد، خبری منتشر شود، توجه خاصی به آن خواهد شد. خبری که چندی پیش در نشریات معتبر علمی به چاپ رسید، از این دست بود.
چندی پیش گروهی از دانشمندان دانشگاه UCLA موفق به اختراع لیزر سیلیکونی شدند تا به سوی رایانه های نوری گامی بلند برداشته شود.
سیلیکون ، عنصری ویژه است و بسیاری از قطعات الکترونیکی که مبنا و پایه ای برای گسترش توانایی رایانه ها به حساب می آیند بر مبنای خواص این عنصر ساخته شده اند.
امروزه با استفاده از خواص این فلز توانسته ایم بیش از یک میلیارد ترانزیستور را روی یک چیپ الکترونیکی کوچک نصب کنیم و آن را به تولید انبوه برسانیم و با قیمت مناسب در بازار بفروشیم.
کاربردهای وسیع این عنصر باعث شده است پایه و بستری مناسب برای تولید هرگونه ساختار الکترونیکی به حساب آید حتی برای ساخت لیزر، توانایی های سیلیکون از یک سو و توانایی های ویژه لیزر از سوی دیگر ترکیب این دو را به گامی بلند برای پیشرفت های فناوری تبدیل می کند.
در این راه مشکل کوچکی وجود دارد. بر مبنای متون کتب درسی ، تهیه لیزر از سیلیکون امکان پذیر نیست. باوجود این منع نظری ، هیچ وقت تلاشها برای انجام این فرآیند غیرممکن متوقف نشد.
در سالیان گذشته ، تلاشها برای تولید این لیزر از سوی محققان گوناگون بی نتیجه ماند. بسیاری از آنها تلاش می کردند با افزودن ناخالصی هایی به سیلیکون یا استفاده از روشهای پیچیده و ترکیبی به ساخت این لیزر نایل شوند، اگرچه همه تلاشها ناکام ماند حتی اگر به موفقیت دست می یافت به دلیل روشهایی که در تهیه آن به کار رفته بود با ساختارهای فناوری سیلیکونی استاندارد ناسازگار می ماند، بخصوص آن که این روشها نور لیزر را تنها در طول موج خاصی تولید می کرد که معمولا با طول موج موردنظر متفاوت بود.
تلاشهای فراوانی برای تهیه این لیزر ادامه یافت ، به طوری که می توان تهیه این لیزر را هدف اصلی بیشتر موسسات تحقیقات لیزر در دهه گذشته دانست.
دکتر بهرام جلالی ، مدیر تیم تحقیقاتی دانشگاه UCLA یکی از این محققان است که مدرک کارشناسی خود را در رشته فیزیک دانشگاه ایالتی فلوریدا و کارشناسی ارشد و دکتری را در فیزیک کاربردی از دانشگاه کلمبیا اخذ کرده است.
او که تاکنون بیش از 200 اثر تحقیقی منتشر کرده ، عضو موسسه نانو سیتای کالیفرنیا (CNST) است. او جایزه دریج گیت 20 را نیز دریافت کرده و در گروههای علمی فراوانی عضویت دارد.به دلیل تلاشهای گسترده و البته نافرجام گذشته ، وقتی گروهی از دانشمندان دانشگاه UCLA به سرپرستی دکتر بهرام جلالی ، چند سال گذشته اعلام کردند موفق به اختراع لیزر سیلیکونی شده اند، توجه منابع معتبر علمی به آن جلب شد.
بر مبنای اصول و مفاهیم مربوط به لیزر و سیلیکونی ، علت این که تاکنون نتوانسته ایم به لیزر سیلیکونی دست پیدا کنیم ، به آنجا بازمی گردد که تولید لیزرهای معمول که به لیزرهای دیود معروف اند با تکیه بر انتقال سطح انرژی الکتریکی درون مواد صورت می گیرد.
لیزرهایی که در پخش کننده های دی وی دی یا وی سی دی یا نشانگرهای لیزری استفاده می شود، از همین رویکرد استفاده می کنند.
وقتی این رویکرد در تولید لیزر استفاده می شود، عنصر مورد استفاده باید ساختار مستقیم الکترونیکی داشته باشد. direct electronic bands true ture نیروی لازم این انتقال را تامین می کند. ترکیبات نیمه رسانا از چنین باندی برخوردارند و به همین دلیل ، لیزرهای نیمه رسانا براحتی بر این اساس تولید می شوند.
متاسفانه سیلیکون دارای باند غیرمستقیم است و به همین دلیل ، ماده دیگری باید نقش واسطه را برای انتقال الکترونیکی ایفا کند.
مشکل اصلی آنجاست که این واسطه خود باعث جذب انرژی می شود که باید نور تولید کند. به گفته دکتر جلالی ، این موقعیت شبیه نقل و انتقالات تجاری است. در یک حالت ، رابطه مستقیمی میان خریدار و فروشنده وجود دارد و در حالت دیگر شخصی به عنوان دلال بین این دو قرار می گیرد و معامله بدون حضور این واسطه امکانپذیر نخواهد بود. متاسفانه این واسطه ، بخشی از هزینه مورد نقل و انتقال را که درباره لیزرها همان انرژی است به خود اختصاص می دهد. به زبان فنی ، نقش این واسطه و سوداگر را یک فونون (phonon) ایفا می کند و این ذره ای است که برای توصیف لرزشهای اتمی به کار گرفته می شود.
این تیم تحقیقاتی از همین قانون ها برای تولید نور استفاده می کردند. براساس گزارشی که دانشگاه UCLA در این باره منتشر کرده است ، کشف این لیزر کاربردهای فراوانی در حوزه های مختلف خواهد داشت ؛ مقوله هایی چون تشخیص بیوشیمی ، ایمنی ارتباطات و… از این دست است.
به دلیل خواص ویژه این نوع لیزر، طول موج نور تولید شده دارای بازه متفاوتی نسبت به لیزرهای کلاسیک است و همین مساله ، سبب کاربردهای فراوان آن خواهد شد. بویژه برای انجام عملیاتی که در میانه پنجره مادون قرمز طیف الکترومغناطیس تعریف می شود.در این ناحیه ، با این که کاربردهای فراوانی قابل تعریف است ، اما تاکنون با کمک لیزرهای موجود امکان تعریف عملکرد روی آنها میسر نیست.
تفکیک های بیوشیمی در ناحیه مادون قرمز یعنی جایی است که بیشترین جذب در آن ناحیه اتفاق می افتد و نکته دوم ، کاربردهایی است که در ارتباطات بی سیم نوری خواهد داشت ؛ چرا که امکان برقراری این ارتباطهای نوری که سازگار با ساختارهای فیبرهای مرسوم هم هستند، با قیمت مناسب فراهم می شود.
گذشته از تمام این کاربردها، بسیاری از دانشمندان علوم رایانه ای نسبت به این اختراع واکنش نشان دادند و آن را گامی بزرگ به سوی رایانه های نوری دانسته اند. دکتر جلالی درباره نقش این لیزر در آینده رایانه ها معتقد است که در دو بازه زمانی می توان این تاثیر را مطرح کرد.
در یک بازه زمانی کوتاه مدت می توان انتظار داشت از این لیزر سلیکونی برای سوییچ های الکترونیکی در مدارها استفاده کرد، تا بر محدودیت سرعت پردازشگرهای رایج غلبه شود.
در آینده ای دورتر اتفاق متفاوتی رخ خواهد داد و ممکن است پردازشگرهای نوری و بر مبنای این لیزر ساخته شود و همین نکته است که مورد توجه جدی قرار دارد، اما رسیدن به این نقطه ، پایان تحقیقات نخواهد بود. دکتر جلالی معتقد است گام بعدی در این راه افزایش کارایی و منطبق کردن بیشتر خواص این لیزر با کاربردهایی است که مورد نیاز است.
در حال حاضر، این لیزر تنها می تواند پالسهایی را تولید کند و گام بعدی ، تولید پرتوی پیوسته نور لیزر خواهد بود. آن زمان ، لیزر سلیکونی به طور رسمی افقهای جدیدی را در فناوری روشن خواهد کرد.
اگر رویای تولید لیزرهای سیلیکونی بتواند با رویای دیرینه تولید رایانه های نوری پیوند بزند باید در انتظار رویدادی بی نظیر در عرصه ارتباطات باشیم ؛ رویدادی که سرعت ارتباطات را به طرز شگفتی افزایش خواهد داد. باید منتظر چنین روزی بود. هر چه باشد ما هنوز در دوره شکوفایی فناوری ارتباطات و در میانه انقلابی قرار داریم که تمام شوون زندگی ما را تحت تاثیر قرار خواهد داد.
مرجع: ICTIr.NET
ترجمه: سید علیرضا حجازی
مجله علمی دیسکاور به تازگی با اعلام این خبر در وب سایت خود، این گونه ادامه می دهد:
دیدگاه سنتی در رابطه با فتوسنتز این است که انرژی خورشید توسط فوتون ها حمل می شود و از یک کلروفیل به کلروفیل بعدی انتقال می یابد و فرایندی است که در نهایت به ساخته شدن کربوهیدرات های ساده از آب و دی اکسید کربن می انجامد. اما در بهار گذشته گروهی پژوهشی به رهبری گراهام فلمینگ، معاون آزمایشگاه ملی لارنس برکلی گزارش دادند که این فرایند جالبتر از آن چیزی است که به نظر می رسد.
آنها با استفاده از دوربین های مجهز به عدسی های فوق سریع دریافتند که تعامل میان انرژی خورشید و ملکول های کلروفیل در یک باکتری متکی به یک قطعه مکانیکی کوانتومی و مرموز است که با نام ابرجایگاه شناخته شده است. در این قطعه کوانتومی انرژی یک فوتون در آن واحد می تواند به طور موقت به چندین حالت متفاوت یافت شود. این امر به فرایند فتوسنتز امکان می دهد تمامی مسیرهای واکنشی ممکن را در میان ملکول های مختلف کلروفیل بررسی نماید. بدین ترتیب موثرترین روش انتخاب می شود و انرژی از طریق باکتری هم زمان با فروپاشی ابرجایگاه انتقال می یابد.
گرگ انجل، یکی از اعضای تیم فلمینگ می گوید: "این به نوعی مشابه کارکرد رایانه های کوانتومی است و نشان می دهد که محاسبه کوانتومی چگونه کارایی و توانایی خود را برای حل مسایل بسیار پیچیده به شکل باورنکردنی محقق می سازد، زیرا در آن واحد می تواند راه حل های متعددی را محاسبه نماید.
برای مطالعه متن این خبر به زبان انگلیسی بر روی این پیوند کلیک نمایید: متن انگلیسی خبر
منبع:ictarticle.blogfa.com
مایکروسافت بزرگترین غول نرم‌افزاری دنیا چندی پیش برخی از جدیدترین دستاوردها و طرح‌ها خود را در زمینه فناوری‌های آینده در چهارمین سالگرد «روز نوآوری» در بروکسل به نمایش گذاشت. فناوری‌های مختلف مایکروسافت از محصولات ویژه برای رتق و فتق امور خانواده‌ها گرفته تا صفحات لمسی رومیزی، حاکی از این است که روند تولید کامپیوترهای دسکتاپ سنتی به سمت تکامل و کاربری در همه زمینه‌های زندگی پیش می‌رود.طبق اعلام مایکروسافت، یکی از موارد مهم که مشخصا در حال تغییر و تحول است، رابط کاربری است. اندرو هربرت (Andrew Herbert)، مدیر تحقیقات مایکروسافت می‌گوید: نشستن در برابر یک کیبورد و صفحه نمایش، روش قدیمی کار با اینترنت است. فناوری اطراف ما به سرعت در حال تحول است و کار با آن روز به روز آسان‌تر می‌شود.پیشرفت‌های صورت گرفته در زمینه فناوری صفحه لمسی باعث شده که صفحه‌های لمسی عریض و بزرگ به طور همزمان از چند کاربر پشتیبانی کنند و تبدیل به ابزاری رومیزی در محل کار یا جای دیگر شوند.
علاوه بر این فناوری تشخیص صدا هم تعامل کاربران با کامپیوترها را بیش از پیش طبیعی جلوه خواهد داد.
هربرت عنوان می‌کند: سطوح مختلف تعامل، به کاربران اجازه می‌دهد که با لمس کردن و حتی حالات صورت، کاربری آسان‌تری را با کامپیوتر تجربه کنند. همچنین صدا هم نقش مهمی دارد. هدف ما رسیدن به نقطه‌ای است که هر شخص به بیش از یک کامپیوتر دسترسی داشته باشد. در نتیجه، شاهد محیطی خواهید بود که مردم در گوشه و کنار خود کامپیوترهای زیادی پیدا می‌کنند و به راحتی می‌توانند با دیگران ارتباط برقرار کنند.
صفحات لمسی با توجه به برنامه «زندگی در آینده» مایکروسافت یکی از ارکان اساسی هر خانه‌ای به حساب می‌آید. مایکروسافت در بروکسل صفحه نمایش الکتریکی بزرگی را به نمایش گذاشت که به دیوار چسبیده بود و روی آن فهرستی از خریدهای خانه و بارکد محصولات مورد نظر و همچنین یک تقویم و دفترچه یادداشت الکترونیکی دیده می‌شد.هربرت در این باره می‌گوید: نمایشگرهای صفحه لمسی به عنوان ابزاری برای سازماندهی برنامه‌های روزانه، همه اعضای خانواده را با یکدیگر مرتبط می‌کند؛ حتی اگر مادر در یک سفر کاری و یا پدر در دفتر خود مشغول کار باشد و بچه‌ها هم سرگرم بازی خود باشند.
این امر ایده‌ای در راستای کامپیوتری کردن زندگی اجتماعی برای حفظ انسجام و ارتباط خانواده است. چنین فناوری‌ای هم اکنون در حال تولید است که البته برای استفاده عموم هنوز خیلی گران تمام می‌شود، اما مایکروسافت انتظار دارد هزینه قطعات تشکیل دهنده این فناوری مثل LCD، دوربین و حسگرها در سالهای آینده به شدت کاهش پیدا کند.
سلامتی، مبحث دیگری است که بخشی از فعالیتها و پیشرفت‌های فناورانه معطوف به آن است. این فناوری‌ها عبارت‌اند از وسایل بی‌سیمی که فعالیتهای حیاتی بدن مثل فشار خون، ضربان قلب و دمای بدن را کنترل می‌کنند. مایکروسافت تحت پروژه «زندگی سالم» در بروکسل، مسواکی را به نمایش درآورد که می‌تواند فعالیتهای مختلف بدن را اندازه‌گیری کند و اطلاعات مورد نظر را هنگام مسواک زدن در LCD آینه دستشویی نشان دهد.
ژان فیلیپ کورتو (Jean – Philippe Courtois)، رییس بخش بین‌الملل مایکروسافت می‌گوید: عرضه فناوری‌هایی برای اندازه‌گیری و درک برخی از عوامل حیاتی در سلامت بدن انسان، هم اکنون بسیار اهمیت دارد. چنین دستگاه‌هایی می‌توانند اطلاعات مربوط به وضعیت سلامت بیماران را به پزشکان ارسال کنند؛ در نتیجه آنها می‌توانند وضعیت بیماران را از راه دور بررسی کنند و در صورت احتمال بروز هرگونه مشکلی، به آنها هشدار دهند و داروهای مورد نیاز را تجویز کنند.به کار بردن طرح‌ها و فناوری‌های این چنینی می‌تواند راه حل مناسب و بلند مدت برای کشورهایی باشد که در مراقبت و درمان بیماران سالخورده با مشکلات مالی مواجه هستند. به گفته کورتو، استفاده از این فناوری‌ها در سیستم امنیت اجتماعی و سیستم سلامتی بسیاری از کشورها، موجب صرفه‌جویی مالی کلانی می‌شود.
همه ما شنیده‌ایم که آینده کامپیوترها به موبایل ختم می‌شود. این در حالی است که اندرو هربرت هم با تاکید بر این مساله می‌گوید: شاهد این هستیم که تلفن‌همراه در آینده‌ای نه چندان دور جای کامپیوترهای خانگی را می‌گیرد. این در حالی است که تلویزیون ها هم کم کم دارند به صورت یک وسیله دستی و قابل حمل به هر نقطه‌ای در می‌آیند.
در پی عرضه وسیله پخش سیار Sling box از سوی شرکت Slingmedia، می‌توان حتی تلویزیون‌های خانگی را هم که در اتاق نشیمن هر خانه‌ای جا خوش کرده‌اند، قابل حمل کرد و با خود به نقطه دلخواه برد.
Slingbox که هم اکنون در ایالات متحده گسترش و محبوبیت زیادی پیدا کرده، به کاربران اجازه می‌دهد تا برنامه تلویزیونی مورد علاقه‌شان را علاوه بر تلویزیون ، در تلفن همراه و لپ‌تاپ هم مشاهده کنند که به این امر «جابه‌جایی مکان» (Place Shifting) می‌گویند.
همچنین در قلمرو قوانین حقوقی، شرکت Ima soft به ارایه برنامه Crime Scene Net (شبکه صحنه جرم) به پلیس امکان می‌دهد تا با استفاده از نقشه و عکس صحنه جرم واقعی، مدل سه بعدی بسازد و صحنه را بازسازی کند و سپس آنها را با یافته‌های پزشکی قانونی و سایر مدارک تطبیق دهد.از طرفی، در حالی که هر روزه تعداد بچه‌هایی که از طریق اینترنت با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند بیشتر می‌شود، نظارت بر فعالیتهای آنلاین آنها به امری مهم برای خانواده‌ها و والدین تبدیل شده است. تحقیقات مایکروسافت نشان می‌دهد، در حالی که 71 درصد والدین نگران محتویات بازی‌های کامپیوتری فرزندان‌شان هستند، 60 درصد آنها بر این باورند که به اندازه کافی از چگونگی دسترسی و کنترل بازی‌های ویدیویی فرزندان‌شان آگاهی دارند.این در حالی است که تنها نیمی از این والدین از مدت زمان بازی فرزندشان خبر دارند. همچنین مایکروسافت اعلام کرد که با عرضه «تایمر خانوادگی» برای کنسول Xbox 360، به والدین امکان می‌دهد تا میزان بازی فرزندشان را کنترل کنند.تایمر خانوادگی به والدین اجازه می‌دهد که برای اولین بار بر اساس یک برنامه روزانه یا هفتگی میزان بازی بچه‌ها با کنسول بازی Xbox 360 را تعیین کنند.
کریس لوییس (Chris Lewis)، نایب رییس سازمان EMEA (اروپا، خاورمیانه و افریقا) شرکت مایکروسافت می‌گوید: بچه بودن در عصر دیجیتال یک فرصت استثنایی است. از این گذشته، فرصت مناسبی برای همه ما به عنوان والدینی مسوولیت‌پذیر و رهبران تجاری است که گرد هم آییم و از امنیت فرزندمان به اندازه سرگرمی و درگیری‌های آنان اطمینان پیدا کنیم.
منبع: http://www.itmen.ir/main1.asp?a_id=11539