Projektredovisningar i Kvantfenomen och nanoteknologi VT-12 Redovisningsgrupp A

Transkript

1 Projektredovisningar i Kvantfenomen och nanoteknologi VT-12 Redovisningsgrupp A Observera att det är obligatorisk närvaro både tisdag och onsdag 9-12 Tisdag 29 maj kl , Sal F Redovisningsgrupp A Enstaka fotoner och kvantkryptografi Marcel Urrutia Nilsson och Gabriella Gleisner Top-down eller Bottom-up Ellen Brydevall och Christian Colliander Solceller Kristofer Robertsson och Ida Ångbäck Ytbeläggningar Josefine Olander och David Nilsson Nanoteknik och svensk industri Stina Leghammar och Lovisa Nilsson Onsdag 30 maj kl , H322 Redovisningsgrupp A Sensorer för biologiska/medicinska tillämpningar Sebastian Åkesson och Elsa De Geer Nanopartiklar i medicin diagnos och terapi Viktor Bergman och Erik Jonsson Glans Fullerener Fredrik Rudbeck och Daniel Söderström Bränsleceller Daniel Kvarnmyr och Andrew Nilsson Kvantdatorer VJohnny Dang och Albin Nordsjö Grafen Johannes Henriksson och Arvid Lund

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

5 !! "##$%!&()$*+##!,-.!/.0120+%!/,##0+%)$!!"##"$%&%#()*+),$(-,./0%$"1()21(3, 34567,#$8(#$! #97:+! 10;! *9#! <=! +22! >(;;+!?::! "%!34567,#$8(#! >$12A! +*! 2*A! 1$8*$%1! +*! 8*9*$>+1$! 18?##$!,-81A! 8?%%+! +%*9%)+1! 1,7! $%! 7+##! 0!?::>(;;%+)! +*! +%)+! C! 0)$+#<+##$2! 18?##$! 7+%!,-81A! 8?%%+!?2%(22B+! 34567,#$8(#$%1! <=7A;+! 20##! 8$)B,! +*! J$%,7! +22! 20##<=+! $%!,>?%)$%! 8$)B+! KD! 0! <0;?$%L!.022+! )$! #=1+! D0%%1!)$2!)A!%A;+!)0$82+!:,>#$7!7$)!>,22,76?:!20##*$8%0%;!1,7! )$2! 1$!?2! %?M! N+! )$2! <0%%1! )$2G! 7$%! )$! :,>#$7$%! 9! <9712! +*! $%! 1A)+%!%+2?!+22!)$2!+%2+;#0;$%!;A!+22!8,77+!?%2!)$7!7$)!20##9-8#0;! O7! *0! <=12! 8,##+! :A! +%*9%)%0%;$%! +*! 345! <=! +22! #=1+!,#08+!:,>#$7!1A!#0;;$!)$%!12=12+!>$;9%1%0%;$%!0!+22!8,%12?$+!P36 "%! <=)$#! 7$)! 34567,#$8(#$%! 9! +22! )$%! 9! $#+20*2! 12$#!,-.! )9<=! 9! >+! #97:+)! <=! +22! 8,%12?$+! 12=$! 12?82?$! 3$22+! <?%;$+! >+! 0! E3! 7$%! %9! 7+%! <=1=8$! 8,%12?$+! P36 12?82?$!1A!89*1!)$2!<=;$%0%;+!)9!<#$!9%!2*A! %;+!7=21! 3$2!>912+!1,7!;A!+22!;=+!%?!9!+22!$1922+!$22!$##$!$22!:+!+*!)$!.?%)+2+#1!2,:6),Q%!7,7$%2$%!0! 2+)020,%$##! -.0:20##*$8%0%;! 7$)! >,22,76?:! D=! $%! )$#!,#08+! 2$8%08$! 9!,-81A! :,>#$7! >$.=*+1!792%0%;+!+*!,#08+!8,7:,%$%2$1!=$#1$!:A!<$72,7$2$618+#+%!KUV S92?2?12%0%;! S$%! >,22,76?:! ;A! <+7A2!! 2$8%08$%! 1,7! %97%)$1! 0%%+%! <=! +22! 18+:+!.A#! :A! %7618+#+%! ;$%,7!+22!-$%20<?;$+!:,#(12($%!,-.!XSS5!8+%!<=.,::%0%;1*01!>=B+!+%*9%)+1!<=!+22!20##*$8+! 17A! 8,%)$%1+2,$! :A! 708,-.0:! 0%,7! $%! 1%+! "%! +%%+%! 2$8%08! 1,7! 1%+2! 8+%! >=B+! +%*9%)+1!0%,7!-.0:20##*$8%0%;!9!%+%,2A)+Y!7$%!)A!20##1+77+%1!7$)!2+)020,%$##!2,:6),Q%62$8%08! 4(5(3(*6(3, 6 T20F!J@!KEVVZL!!"#$%&G!%,!EZG!1@!UW! 6 T$$7+%!4@!/@!KEVVZL!!"#$%&G!%,!EZG!1@!E[! 6 \?8$!&@G!R?>$<0$#)!5@!N@G!S0##1!5@!X@!KNLG!T077$#!D@!/@!]!4$?7+%%!N@!I@!KEVVVL 6!"#$%&G!*,#@![VZG!1@!ZVW!

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

8 *!"##$%&!"#$%&$()$*+*,#$(%-$(.(/0*!102%(&&1*3(41%22($*+*56#*7$/489-* B%%CDEE0.."%F2E%-$0-E$1/0>%1#$2C(1%E2(.9..1>&G$/1#1>2()>%#-%/.* 012-,3-A*?EH*<=;<>=H>=?A* B%%CDEEIIIF$J%-$0-F2EC(CG.#1K%-$0-E%-$0-1"J$E#1%09.?LHMNL<F9* 2-,3$-(*4#$%A*<=;=>;<>=<A*B%%CDEEIIIF%-$02-#)G2%F2E;E;=<LFB%).* B%%CDEEIIIF#."6#.$F2E2"EO0.P(EQ$1/01#6/0"$0$/ER(.<ER(.9..1E* R(.#1*$1/0*9($"120($ * * *

9 Superhydrofoba & superhydrofila ytor David Nilsson & Josefine Olander Då vätska kommer i kontakt med en solid yta omgiven av en gas, kommer resultatet av denna kontakt att bero på kraftbalansen mellan ämnenas ytor enligt Youngs ekvation: där är kraften mellan den solida ytan och gasen, är kraften mellan den solida ytan och vätskan, är kraften mellan vätskan och gasen och är kontaktvinkeln, det vill säga vinkeln mellan den solida ytan och tangenten till vätskan i punkten där vätska, solid yta och gas möts. Se figur 1.!"#$%& (&!"# $%&()*+,--)#,.# (,../&# /# (,"&0(&#.)*#)"#,1/*#2&03#4.5/$0"*)#.)*/6.#%+#503#789& Beroende på typ av vätska, gas och solid yta, varierar de olika kontaktkrafterna ämnena emellan och därmed även kontaktvinkeln. Ofta väljer man att studera vatten och luft, eftersom dessa ämnen är vanligt förekommande i naturen, och endast låta den solida ytan variera. Nu talar man om två olika sorters ytor: hydrofoba och hydrofila En hydrofil yta är en yta vars kontaktvinkel med vatten är mindre än 90 o. kommer dess namn. Ju mindre kontaktvinkeln är, desto mer hydrofil är ytan. En hydrofob yta bildar, i motsats till en hydrofil, en kontaktvinkel större än 90 o vid kontakt med vatten., och precis som för den hydrofila ytan så beror kontaktvinkeln på ytans hydrofoba egenskaper. Ju större kontaktvinkeln är, desto mer hydrofob sägs ytan vara. För att öka en ytas hydrofobicitet respektive hydrofilicitet, kan man skapa ojämnheter i den. Det effektivaste är att göra detta et vill säga först skapas ojämnheter på mikronivå och sedan på nano-nivå (se figur 2). Denna process leder till ytor vars kontaktvinkel med vatten kommer väldigt nära 180 o respektive 0 o, därav kallas de superhydrofoba respektive superhydrofila. En annan benämning är självrengörande ytor, då de är väldigt bra på att faktiskt rengöra sig själva, dock med hjälp utav vatten.

10 !"#$%&(!"##$%&(&)*+!(,!*-./+01&1!23!/)4*5!*60!+(+*+),37!89:! Då vatten kommer i kontakt med en superhydrofil yta, lägger det sig som ett tunn film över den. Med jämna mellanrum glider denna film av på grund av olika krafter, exempelvis gravitationen, och tar då smutsen med sig. Denna typ av yta används idag bland annat vid tillverkning av speglar, då den är väldigt bra på att motverka imma. [3] - - Då vatten kommer i kontakt med en superhydrofob yta, drar vattendropparna ihop sig till vattenpärlor och rullar tillsammans med all smuts av den. Denna typ av yta är väldigt vanlig i naturen. Ett känt exempel är lotusblommans blad detta är anledningen till att man ofta pratar om lotuseffekten men det finns en hel del andra växter som har samma typ av yta, exempelvis brysselkål och broccoli. Även vissa typer av svampar har denna egenskap. [4] Hydrofoba ytor går även att hitta hos en hel del djur. Ett exempel är en insekt inom familjen ryggsimmare. Denna har en yta täckt av små hydrofoba hårstrån, vars finess är att trycka ifrån sig vattnet då insekten befinner sig under vattenytan. Detta är praktiskt då insekten alltid förblir torr samt utan problem kan handskas med vattnets ytspänning, vilket många insekter har problem med, men även på grund av att insekten tack vare denna alltid är omgiven av syre, vilket gör det möjligt för den att andas under vatten trots avsaknaden av gälar. [5] Referenser [1]< Hämtad [2]< Hämtad [3] Paula Gould, 2003, Smart clean surfaces, Materials Today,!"#$%&(&)*&++(&,-&..&/&.0 < Hämtad [5] Neil J. Shirtcliffe, Glen McHale, Shaun Atherton och Michael I. Newton, 2010, An Introduction to Superhydrophobicity, Advances in Colloid and Interface Science, volym 161, nr 1, s < pdf>

11 Stina Leghammar F11 Lovisa Nilsson F11 Nanoteknik och svensk industri Nanotekniken har under senaste åren smugit sig in i den svenska industrin. Det finns företag som tillverkar självrengörande fönster, målarfärg som är smutsavvisande och segt, formbart och hårt stål med metoder baserade på nanoteknik. I vårt projekt valde vi att fördjupa oss i ett speciellt företag, Glo. Företaget har specialiserat sig på att göra nanotråds- lysdioder, nled, genom att bygga upp nanotrådar på kieselplattor. De är inte de första att tillverka lysdioder men de har kommit på ett sätt att tillverka dem billigare och göra dem mer energisnåla än tidigare. En vanlig glödlampa har en verkningsgrad på fyra procent medan en nanodiod har ett utbyte på upp till 50%. Vi intervjuade Rafal Ciechonski och Giuliano Vescovi som är anställda på Glo. De berättade om tekniken de använder men även hur Glos framtiden ser ut. Glo har en för närvarande en anläggning i Silicon Valley i Kalifornien och en i Lyngby i Danmark utöver den i Lund. Glo har ännu inte börjat leverera produkter till marknaden men de är på god väg. Nanotekniken är ännu ett ganska nytt forskningsområde. Det finns fortfarande mycket inom ämnet som vi inte har en aning om. Det är därför svårt att säga något om de risker som finns med tekniken. Idag har forskarna inte funnit några tecken på att det skulle vara farligt att använda nanotrådar i lysdioder. Tillverkningen av lysdioder med hjälp av nanotrådar som Glo använder sig av är ett effektivt sätt. Processen är lätt att styra och har ett högt utbyte. Produktion/ Tekniken För att framställa dessa nanotrådar använder man sig av kiselsubstrat som kan d en och samma framställning. Detta är en av alla fördelar det finns med just dessa lysdioder, normalt är områdena man konstruerar lysdioderna på mycket mindre. För att få nanotrådarna att växa används en reaktor för att hålla hög värme och lågt tryck, vilket krävs för att processen ska Figur 1. Nanotrådar som växer på ett kiselsubstrat kunna ske. För att bygga upp nanotrådarna använder man sig av små guldpartiklar som kan placeras flera miljoner stycken på bara en mm 2. Därefter tillför man grundämnena Al, Ga, In, Si, N, P, Sb och As, ämnen ur periodiska systemet grupp III och V som är av halvledarstruktur. Dessa arbetas sedan upp till nanotrådar. Tråden växer fram under guldpartikeln med en metod som gör att trådarna växer atomlager för atomlager, detta kallas för epitaxiell tillväxt, se figur 1. Det är alltså guldpartikelns diameter som avgör trådens bredd. Efter att nanotråden uppnått önskad storlek (höjd nm, bredd 5-200nm) avslutas tillförsel och lysdiodplattan är klar.

12 Stina Leghammar F11 Lovisa Nilsson F11 Denna metod kommer ge mer yta att lysa med eftersom att uppbyggnaden är tredimensionell. Till skillnad från vanliga planar- LED som växer i skikt i plana led, som kuber, se figur 2, så kommer nanotrådarna ha mellanrum mellan sig. Alltså kommer nanotrådarna ge mer area som kan använda till ljusutsändning. Även om planar LED och nled växer upp från samma kiselsubstrat kommer nanotrådarna alltså att ge upphov till mer ljusutsändning. Nanotråds dioderna är mindre känsliga för termisk spänning än vad planar- LED är. Detta innebär att de lättare klarar av förändringar av temperaturer. Även detta beror på strukturen Figur 2. Planar- LED struktur hos nanotrådsdioderna. Atomerna ligger inte lika tätt packade som i plana- dioder. Detta gör att man kan tillverka på större ytor vid ett och samma tillfälle. Mindre hänsyn behöver tas till den termiska spänningen. Lysdiodernas färger Eftersom att nanotrådarna skall användas som dioder vill vi kunna framställa alla olika våglängder i det synliga spektrumet. Färgen på de olika dioderna skapas genom att kombinera ämnen med halvledaregenskaper (element ur periodiska systemets grupp III och V) på olika sätt. Det är bandgapen i halvledarstrukturen som avgör vilken färg dioden har. Rött skapas tillexempel av IndiumGallium- fosfid. Galliumnitrid, GaN, ger enligt Glo blåa och gröna färger. De gröna färgerna är extra svåra att skapa, eftersom det är svårt att få fram ett bandgap som ger gröna våglängder. Vitt ljus är också komplicerad att framställa, pågrund av att vitt ljus är en blandning av alla våglängder och det är svårt att få till rätt bandgap. Glo har funnit en lösning på problemet att tillverka lysdioder med vitt ljus. De LED- lampor som tidigare funnits med vitt ljus har haft en insida täckt av fosfor för att åstadkomma det vita ljuset. Detta är en dyr metod och ljusintensiteten minskar vilket gör dem mindre energisnåla. Glos produkter har en bred marknad i framtiden. Lysdioder används idag nästan överallt, till exempel i tv- apparater, smartphones och allmän belysning. I Sverige satsar vi mycket på nanoteknologi och tillexempel här i Lund har forskningen kommit långt. Framtiden ser med andra ord ljus ut! Källor: nanobolaget- nara- genombrottet/ ( ) ( ) Föreläsningar med Dan Hessman och Gillis Carlsson 2012 Vi vill speciellt tacka Rafal Ciechonski och Giuliano Vescovi på Glo för att de tog sig tid med en intervju.

13 NANOSENSORER OCH DESS BIOLOGISKA TILLÄMPNINGAR Elsa De Geer och Sebastian Åkesson Abstrakt Nanoteknologi blir allt vanligare inom såväl forsknings- som tillämpningsområden. Begreppet nanoelektromekaniska system (NEMS) innefattar i stort sett alla nanosensorer, och även andra typer av system. Nanovågar är ett exempel på en nanosensor. Tillämpningarna för nanovågen inom medicin och biologi är många, man kan till exempel väga bakterier och virus. Nanoteknologin har en viktig roll inom framtidens medicin- och biologiforskning eftersom man med dess hjälp både kan detektera substanser i väldigt små mängder (en partikel), men också eftersom man kan interagera med system av molekylstorleksordning. Inledning En nanosensor är en term för vilken komponent/struktur som helst som kan användas till att delge information och data om nanopartiklar till den makroskopiska världen. Nanosensorer förekommer naturligt i naturen, i exempelvis luktsinnet hos oss människor finns det biologiska strukturer som kan detektera nanopartiklar och ge oss information om dem. Syntetiska nanosensorer förekommer i flera olika varianter och utföranden. Det finns dock ett samlingsnamn för vad som omfattar huvudparten av forskningen och industrin runt dagens nanosensorer. De brukar kallas för NEMS (nanoelektromekaniska system). Nanosensorernas förmåga att förmedla data om nanopartiklar, exempelvis enskilda molekyler och virus har och kommer ha stora betydelser för forskning på många plan inom naturvetenskapen, speciellt inom mikrobiologi och medicin. Det här projektet kommer i huvudsak diskutera hur vissa nanosensorer fungerar samt vilka tillämpningar dessa kan ha i biologisk/medicinsk forskning samt dess konsekvenser för densamma. Nanosensorer, NEMS och nanovågar NEMS (nanoelektromekaniska system) är i stort sett ett samlingsnamn för alla strukturer som genom att integrera elektronik med mekanik kan vara fullt fungerande på nanoskalan. NEMS härstammar från en tidigare generation av liknande apparatur som kunde göra liknande saker på mikroskalan, MEMS (mikroelektromekaniska system), dessa förekommer parallellt inom forskningen med den största skillnaden att NEMS-strukturer är mindre och funktionella på en mindre skala. Det ska sägas att någon egentlig gräns för var MEMS blir NEMS inte kan fastställas med säkerhet då det inte finns några principiella skillnader mellan teknikerna, bortsett från storleksskillnaden [1]. MEMS har studerats sedan 1960-talet[2], medan begreppet NEMS började dyka upp först på 1990-talet. En vanlig version av ett NEMS består av en nanostruktur, liknande en cantilever, som kopplats till en elektrisk krets så att denna sätts i svängning. Då en partikel landar på den oscillerande strukturen kommer dess svängningsfrekvens att minska och då är det lätt att genom registrering av den nya frekvensen beräkna partikelns massa. Ett NEMS med denna funktion brukar kalla för en nanovåg. Man kan med hjälp av nanovågar detektera massor ner till zeptogramnivån (10^-21 g)[3]. Den oscillerande nanostrukturen består oftast av en fin kiselstruktur som tillverkas med hjälp av enkel UVlitografi [1]eller en kiselstruktur i kombination med ett svängande kolnanorör. I dagsläget är det sensorer byggda av kolnanorör som har den bästa upplösningen men de har nackdelen att de är mycket svårare att framställa gentemot enkla kiselbaserade nanovågar. NEMS baserade på kolnanorör har ett annat utseende än de kiselbaserade. I allmänhet använder man sig av så kallade single-walled carbon nanotubes (SWNT). På grund av dess struktur kan dessa fungera som ledare eller halvledare (precis som kiselstrukturerna). SWNTs är i en viss variant suspenderade mellan två upphöjda delar i en kiselnanostruktur vilka i sin tur är täckta med en tunn metallfilm. Kolnanorören är cirka 200 nm långa med nära 1 nm i diameter. Dessa närmar sig gränsen för hur små partiklar NEMS-tekniken kan detektera[4]. Det finns även nanosensorer som består av fritt svängande kolnanorör som endast är förankrade i ena ändan. Dessa fungerar som stereocilii, känselhår som naturligt finns i hörselorganen hos däggdjur.[5]

14 Figur 1 och 2. På bilden ovan till vänster ses en bakterie av arten E. Coli på en cantilever med bredden 5 µm. Detta system är förmodligen mer av ett MEMS. Bilden till höger är en sensor av samma typ men endast 2 µm lång och ca 800 nm bred. På varje sensor, som består av ett chip av kisel, sitter ett flertal utskott av samma typ som ovan, vilket betyder att man kan få input från flera cantilevrar på en gång och därmed även mäta koncentrationer av olika sorters partiklar i en viss miljö. Tillämpningar Nanovågar kan användas till mycket, både inom forskning och diagnostisering. Ett exempel är vägning av virus. En nanovåg av samma typ som nämns ovan kan väga enskilda viruspartiklar. Eftersom olika typer av virus väger olika mycket är detta mycket användbart vid diagnostisering av sjukdom. Sensorer på nanoskalan, till exempel kvantprickar, kan känna av och övervaka biologiska signaler på mycket liten skala. Eftersom det vid inflammationer och hjärtfel släpps specifika antikroppar och proteiner, och dessa kan kännas av med nanosensorer, kan man detektera problem vid ett tidigare stadie. Nanosensorer används också vid byggandet av nanomaskiner; maskiner som kan imitera biologiska system på molekylnivå och därmed interagera med andra system eller hela organ.[6] Diskussion angående konsekvenser för framtida forskning Nanosensorer spås en lysande framtid inom forskning i många aspekter av naturvetenskapen. Speciellt vad gäller biologi och medicin. Nanosensorernas egenskaper att förmedla information från världen på nanoskala till vår makroskopiska verklighet är essentiell för forskning inom mikrobiologi, virologi samt i förlängningen även medicin. Utan nanosensorerna skulle många nyttiga data aldrig nå forskarna och mycket kunskap skulle gå förlorad vilket skulle leda till att forskningen på många plan skulle stagnera. Forskare vid NASA och Brown University har även sett möjligheter att artificiella stereocilii (som är en nanosensor byggd av kolnanorör) kan ha betydelser för sökande efter utomjordiskt liv, då dessa är ideala för att detektera partiklar som anses nödvändiga för livets existens.[7] Referenser: 1. H. G. Craighead, Nanoelectromechanical Systems, Science 24, 290 (2000) 2. W. E. Newell, Science 161, 1320 (1968) 3. M. Nishio, S. Sawaya, S. Akita, Y. Nakayama, Applied Physics Letters,Carbon nanotube oscillators toward zeptogram detection, Volume 86, Issue 1 (2005) 4. C. Hierold, A. Jungen, C. Stampfer, T. Helbling, Nano electromechanical sensors based on carbon nanotubes, Sensors and Actuators A 136, (2007) 5. P. Poncharal et al., Electrostatic Deflections and Electromechanical Resonances of Carbon Nanotubes, Science 5, (1999) 6. Sahoo, S.K.,Parveen, S., Panda, J.J. The present and future of nanotechnology in human health care,nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine (2007) 7. F.Noca et al., Nanotube-based sensors and systems for outer plaetary exploration, Innovative Approaches to Outer Planetary Exploration , (2001) Bildreferenser:

15

16 α Al 2 O 3

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

18 !"##$%&"()*+,-#)-./01*+!""#$%#&#("$)*$)#+$"),$-.#%,#*/..)#",--#/)#0)$1.2#(3+#/)#""#$"3+"4.."#(*,*"#$%#*3-$"3+)#54.&.$# ",--#%$)$.&)$#,#67$03.)8#!.#*3-.$.3"45#/)#,#9),.:,9#.#,639)4--$&#0)$1.9-$""$8#;45).$#/)#-/""$#+.# *)$1",0$#9<#0)4.&#$%#("$)*$#&455-5,.&,.0$)#(3+#499("<)#+--$.#*3-$"3+).$8#=#*$.#&/)1>)# $.%/.&$(#",--#$""#1>)("/)*$#$.&)$#+$"),$-#3:6#/)#.#5)$#*3+93.."#,#*3+93(,"+$"),$-8#?<#0)4.&#$%# &#3-,*$#-*"),(*$#0.(*$9).$#(3+#"45).$#*$.#1<#+&#3-,*$#%),&.,.0$)#/)#&#$.%/.&5$)$#(3+# (3+#5$(+$"),$-#,#*)"($)8 A# B.&)$#1)$+",&$#$.%/.&.,.0(3+)<&.#1>)#*3-.$.3"45)#/)#")3-,0.#,.3+#+&,:,.2#5C00D#3:6# "7",-,.&4("),2#-*")3+$0.",(+2#%/"D#3:6#5,3-$0),.0#3:6#%/-&,0"#+C:*"#$..$"8 E # 213"4"56+."##$%&"(+ B..$"#(3+#14--).)#*$.#*3++$#$""#$.%/.&$(#",--#-,00)#,.3+#&"#+&,:,.(*$#3+)<&"2#",--#7+9-# (3+#")$.(93)">)#$%#+&,:,.8#F GH #/)#.#,6<-,0#+3-*C-#(3+#+$.#(*4--#*4..$#-$0)$#-/*+&-#,#3:6#1<#.#),*"$&#%)*$.#$%#-/*+&-"#9):,(#&/)#&"#56>%(8#I/*+&-"#(*4--#,."#5,.&$#",--#F GH #*+,(*"2# 4"$.#&"#(*4--#%$)$#1C(,(*"#,..(-4""#,#* #@$.#(*4--#&<#",--#7+9-#*4..$#")$.(93)")$# )$&,3$*",%"#+$"),$-#",--#:$.:)(%4-(")8 G #J%.#*3-.$.3"45)#(*4--#*4..$#$.%/.&$(#",--#$""#53"$#:$.:)8# K.3+#$""#1/("$#""#9)3",.#",--#"45).$#1/(")#"45).$#%,&#:$.:)(%4-(")8#=/)#6""$(#&#499#+&# 6L/-9#$%#,.1)$)>&#(")<-.,.0#%,-*"#1>)(">)#:$.:):--).$#4"$.#$""#(*$&$#1),(*#%/%.$&8#=""$#/)#+>L-,0"#&<# *3-.$.3"45).$#/)#+C:*"#03&$#%/)+-&$)8 A # 7-&"(+)8+9 :;+!.#+/.0&#3-,*$#$"3+)#3:6#+3-*C-)#*$.#9<#3-,*$#(/""#1/("$(#",--#14--).)#1>)#$""#0#&+#6-"#.C$# 1C(,(*$#3:6#*+,(*$#0.(*$9)8#F GH #/)#.#("$5,-#(")4*"4)#(<#&"#*)/%(#3-,*$#"C9)#$%#,.0)99#1>)#$""# 1/("$#$.&)$#(")4*"4))#",--#+3-*C-.8#B-*$-,+"$--)#*$.#1/("$(#0.3+#$""#1>)("#"$#53)"#.#--)#1-)$# -*")3.)#1)<.#(")4*"4).8#=<#5,-&$(#.#.0$",%#L3.#(3+#*$.#"$#499#.#$-*$-,+"$--8#F GH #",--($++$.(# +&#$-*$-,+"$--)#5,-&$)#*),("$--,()$&#+$"),$-#(3+#/)#(49)$-&$.&#%,&#-<0$#"+9)$"4))8 M # K.3+#3-,*$#*+,(*$2#-*")3*+,(*$#3:6#*$"$-C",(*$#+"3&)#*$.#+--$.#"%<#3:6#(7",3#%/"$"3+)# 1/("$(#",--#F GH 8#=""$#0)#(")4*"4).#-,*.$.&#0.(*$9)#(3+#.#+"$--D%/"1>).,.08#=(($# 0.(*$9)#,..1$""$)#5-$.&#$..$"#$""#&#*$.#$.%/.&$(#(3+#%/"5)/.(-:--)#3:6#(3+#-*")3&)#,# 5$""),)8 M #=<#F GH #.*-"#*$.#"$#+3"#3:6#-/+.$#,1)<.#(,0#-*")3.)#0>)#&"#$""#&.#*$.#$.%/.&$(#(3+# *$"$-C($"3)#,#*+,(*$#9)3:(()#3:6#)(/""$#&C)$#3:6#0,1",0$#+"$--)8 N ##?<#0)4.&#$%#(L4.*$.&#9),()#3:6#$""#+C:*"#13)(*.,.0#5&),%(#*),.0#14--).)#*3++)#*3-"#(.$)"# $""#1C--$#.#%,*",0#14.*",3.#,#%<)"#($+6/--8# <1=1*151* 1 "Pressmeddelande: Nobelpriset i kemi 1996". Nobelprize.org. (Hämtad ) E #Campbell, Eleanor. Elektronikens Hopp. Forskning & Framsteg. Nr 7 (2004). (Hämtad ) M #@8O8#=)((-6$4(2#K8#=)((-6$4(#$.&#?8F8#!*-4.&8#!"#$%"$&(&)*++$,$%$-&.%/&0.,1%&2.%3*1$-4& B:$&+,:#?)((2#NPPG# Q # Some Aspects of Fullerene Applications. (Hämtad ) A #B. Perlman. 10 Uses of Carbon Nanotubes. (Hämtad ) G H.Kroto. Answer: How will C60 improve drug delivery systems? (2010) (Hämtad ) R #Bild: (Hämtad )

19 !"#$%&()"*#+,*-./0#1*%23$&44-# 5%6#$467,4$6789:;!"#$%&(&&"!!"#$%&$()&*+%,%++$)($-,.$./($#%&$0/&1%("( F>##$#?9 23+#$45$./($%&$()&*+%,%++$)($/44611#7$8&$+39%&$:"4*%+$0(";*9)++%($0<(*9$#%&$;)&1#$=)91"*$*-;$%.<=*$-,.$1<($*%#"&$ %&%(13$"=$#%&

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

21 FAFA10 Kvantdatorer - Sammanfattning Johnny Dang, Albin Nordsjö I grunden bygger alla datorer på manipulation av någon form av enhet mellan olika lägen och att lagra information i dessa enheter. En vanlig dator bygger manipulering av bits (binary digit) mellan av- och pålägen, som ofta benämns som ettor och nollor. Dessa bits kan vara uppbyggda av olika objekt, t.ex. elektriska laddningen hos en transistor eller magnetiska riktningen inne i en hårddisk. Datorn kan då utföra en beräkning åt gången med hjälp av dessa bits. 1 En kvantdator bygger istället på att manipulera qubits (quantum bits) mellan inte bara ettor och nollor, men även superpositioner utav dessa två lägen, d.v.s. en qubit kan även vara en blandning av etta och nolla samtidigt. Även här kan en qubit vara olika objekt, så länge det är en partikel med två möjliga kvanttillstånd. Dessa partiklar kan vara t.ex. elektroner, eftersom att de har en kvantmekanisk egenskap kallad spinn som kan vara upp, ner eller en blandning av de båda. Kvantdatorn kan, genom att manipulation av dessa qubits, utföra flera beräkningar samtidigt. Hos en traditionell dator är tiden det tar att lösa ett problem proportionell mot antalet variabler. Men genom att utnyttja superpositionering av qubits i en kvantdator tillsammans med kvantalgoritmer kan man lösa samma problem där tiden istället är proportionell mot logaritmen av antalet variabler. När den väl har utfört beräkningarna, så kommer den tillslut att kollapsa till det förhoppningsvis rätta svaret, som ska läsas av. Problemet är att bara genom att observera qubiten, så inför man störningar i systemet som förvränger svaret. En av de möjliga lösningarna till detta problem är att utnyttja ett annat kvantmekaniskt fenomen, nämligen quantum entanglement. Detta går ut på att två olika partiklar kan vara sammanbundna på ett sådant sätt att när mätningar görs på den ena partikeln, så kommer den andra partikeln alltid att ge motsatt svar. Detta betyder att genom att sammanbinda två partiklar, så kommer man indirekt att kunna läsa av en partikels tillstånd genom att läsa av den andra partikeln. 2 Idag finns det fortfarande flera fundamentala problem som hindrar oss från att bygga riktiga kvantdatorer. Ett av problemen är att det fortfarande är riktigt svårt att manipulera enskilda atomer och partiklar. Därför handlar en stor del av dagens forskning inom kvantdatorer just om hur man på ett effektivt sätt ska kunna manipulera och på något sätt särskilja de olika partiklarna från varandra. 3 Men det förmodligen största problemet idag är att när man väl börjar jobba med partiklar på atomnivå och mindre, så blir de extremt känsliga för störningar från omgivningen. Dessa störningar skapar irreversibla fel på informationen lagrade i qubitsen. Det gäller även att ju fler partiklar som är involverade, desto större blir sannolikheten att någonting ska gå fel. Denna process kallas för dekoherens, och är även en av de största anledningarna till att forskare tvekar på om det ens gå att skapa kvantdatorer i någon större skala

22 FAFA10 Kvantdatorer - Sammanfattning Johnny Dang, Albin Nordsjö Kvantdatorn kan komma till användning inom flera olika områden, allt från att förutsäga väder till att skapa specialeffekter i filmer. Det dessa områden har gemensamt är att de kräver enorm datorkraft för att utföra dessa beräkningar och simuleringar. På grund av sin oerhörda kapacitet skulle en kvantdator kunna utföra dessa beräkningar på några sekunder, där de normalt sett skulle kunna ta flera år för en traditionell dator. 5 Ett av de största användningsområdena för en sådan snabb dator är kryptering och dekryptering. Med en kvantdator skulle man kunna utföra kryptering som är mycket säkrare än de allra bästa krypteringsalgoritmer som finns att tillgå idag. Kvantdatorns förmåga att hantera kryptering skapar även ett problem. Med en kvantdator skulle man i teorin kunna knäcka i stort sett all kryptering som finns idag, och detta skulle göra att det inte längre är säkert att utföra till exempel bankärenden på internet. Så för att kvantdatorn inte ska ställa till med skada om den hamna i fel händer, måste krypteringen som finns på internet idag uppgraderas så att den blir säker från kvantdatorer, t.ex. genom att använda kvantkryptering. 6 Detta är en av de orsaker som kan se till att kvantdatorn aldrig kommer att bli kommersiellt tillgänglig för allmänheten. Andra områden där kvantdatorer kan komma till användning är inom fysik, kemi och astronomi där krävande beräkningar och simuleringar ofta utförs. Kvantdatorer skulle också kunna användas för att skapa bättre väderprognoser och mer spektakulära specialeffekter i filmer. De kan också användas till att skapa bättre sökalgoritmer för sökmotorer som till exempel Google, och förbättra tekniker för olika sorters bildbehandling, som till exempel ansiktsigenkänning. 7 Sannolikt kommer många fler tillämpningar på kvantdatortekniken att uppstå i allt eftersom tekniken utvecklas. Ett problem med kvantdatorerna är att de kommer sannolikt inte kunna vara universella på samma sätt som en vanlig dator, utan istället kommer det krävas att kvantdatorn specialbyggs för ett specifikt användningsområde. 8 Det kommer krävas att tekniken utvecklas ännu mer innan en universell kvantdator kan byggas. Företaget D-Wave påstår sig tillverka en kvantdator med 128 qubits som går att beställa av dem idag. Denna kvantdator kallas för D-Wave One och säljs tillsammans med ett tio kvadratmeter stort skyddat rum med inbyggt kylsystem som kan kyla ned datorns komponenter till nära den absoluta nollpunkten. 9 Det finns dock kritik mot D-Wave och flera vetenskapsmän som är aktiva inom kvantdatorforskning ifrågasätter om det verkligen är en kvantdator som D-Wave tillverkar, och om den ens är snabbare än en traditionell dator