Sistem gas granular 1-D: Suatu devais pencacah

Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 1

Sistem gas granular 1-D:Suatu devais pencacah

Sparisoma Viridi* and Siti Nurul Khotimah

Nuclear Physics and Biophysics Research DivisionInstitut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia*[email protected]

Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)


Outline

• Pendahuluan dan devais-devais pengingat• Sistem• Keadaan-keadaan yang teramati• Karakteristik mirip kurva I-V• Rencana selanjutnya• Ringkasan• Ucapan terima kasih


Pendahuluan

• Sistem-sistem terkait granular memiliki fitur untuk “mengingat” keadaan-keadaan sebelumnya seperti dalam kasus-kasus– konduktansi film granular (Cavicchi et al., 1998),– kompaksi lapisan granular (Josserand et al., 2000),– penuaan parameter-parameter sistem (Budinski-

Petkovíc et al., 2005),– formasi tumpukan 2-D (Geng et al., 2001)– longsornya batu-batuan (Friedmann et al., 2003)

Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 3Seminar Nasional Material ke-2

(SNM 2013)

Pendahuluan (cont.)

• Kemampuan untuk mengingat keadaan ini dapat digunakan untuk menyimpan informasi

• Walaupun masih mekanis, tetapi sistem granular lebih statistik dibandingkan sistem pengungkit dan roda gigi

• Apakah fitur ini dapat digunakan untuk mengembangkan suatu devais penyimpan informasi?


(SNM 2013)

Devais-devais pengingat

• Devais mekanik• Devais listrik• Devais elektronik• Devais fotonik• Devais elektronik molekul tunggal• Devais spintronik• Devais fononik• Devais granular?Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)


Devais mekanik

• Kronograf• Memoire 1 terdiri

dari 537 komponen(Maurice Lacroix)

• Sudah dipatenkan,bahkan ada yangbaru tahun 2013



URI http://watches.infoniac.com/maurice-lacroix-memoire1-mechanical-memory.html [201302.5]URI http://www.faqs.org/patents/class/000503584 [20130215]

Devais mekanik (cont.)

• Pewaktu dapur• Suatu penghitung

mundur waktu yangdilengkapi denganalarm



URI http://www.originalcookware.co.uk/images/_lib/tina-timer-60-minute-mechanical-kitchen-timer-8502-0-1281085297000.jpg [20130215]

Devais mekanik (cont.)

• Mesin kasir• Dapat melakukan

perhitunganaritmatik

• Bekerja denganroda gigi danpengungkit



URI http://www.sciencemuseum.org.uk/images/object_images/277x265/10411349.jpg [20130215]

Devais listrik

• Tabung hampa• Berfungsi sebagai

dioda, trioda,tetroda, pentoda

• Komputer ENIAC1964 menggunakan17468 tabung



URI http://en.wikipedia.org/wiki/File:ENIAC_Penn2.jpg [20130215]

Devais elektronik

• Dioda, transistor, IC



URI http://www.automation-drive.com/EX/05-15-08/IC-Transistor.jpg [20130215]URI https://store.cunningturtle.com/images/640fec844f/site/products/diode.jpg [20130215]

Devais fotonik

• Silicon photonic motherboard



URI http://memebox.com/futureblogger/show/1461 [20130215]

Devais fotonik (cont.)

• 50 G Silicon Photonics link



URI http://www.youtube.com/watch?v=0U4Af2qmgFA [20130215]

Devais elektronik molekul tunggal

• Persambungan elektronik molekul tunggal



M. Tsutsui and M. Taniguchi, “Single molecule electronics and devices”, Sensors 12 , 7259-7298 (2012)

Devais elektronik molekul .. (cont.)

• Diode singlemolekul



M. Elbing, R. Ochs, M. Koentopp, M. Fischer, C. v. Haenisch, F. Weigend, F. Evers, H. B. Weber, and M. Mayor, "A single-molecule diode", Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102, 8815-8820 (2005)

• Transistor optikmolekul tunggal

• Berfungsi sepertisuatu transistorbipolar untukcahaya

Devais fotonik molekul tunggal



J. Hwang, M. Pototschnig, R. Lettow, G. Zumofen, A. Renn, S. Goetzinger, and V. Sandoghdar, "A single-molecule optical transistor", Nature 460, 76-80 (2009)G. Volpe, “What a molecular transistor!”, Optics and Photonics Focus 7, s2 (2009)

Devais spintronik

• MOSFET untuk elektron dengan spin tertentu



D. A. Awschalom and M. E. Flatte, “Challenges for semiconductor spintronics”, Nature Physics 3, 153-159 (2007)

Devais fononik

• Transistor termal



L. Wang and B. Li, “Thermal memory: A storage of phononic information”, Physical Review Letters 101, 267203 (2008)L. Wang and B. Li, “Phonoics gets hot”, Physics World 21, 27-29 (2008)

Devais granular

• Jam pasir• Suatu kronograf amat

kuno



URI http://www.theodmgroup.com/wp-content/uploads/2011/03/promotional-hourglass.jpg [20130123]

Devais granular (cont.)

• Pemberi pakan ternakotomatis



URI http://media.qcsupply.com/catalog/product/cache/1/image/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/4/2/420050.jpg [20130123]

Sistem

• Devais Granular (D), sensor (S), urutan partikel (P)

• P bergerak dengan laju konstan sebelum melewati D


(SNM 2013)

Sistem (cont.)

• Devais granular diatur oleh gaya-gaya berikut yang bekerja pada tiap partikel– sumur potensial tak-simetri

– disipation karena gesekan udara


pop

onng xxxmgg

xxxmggF

,

,

bvFb


Sistem (cont.)

• Juga terdapat gaya-gaya antar partikel– model pegas linier

– disipasi pada pegas tak ideal


jijilijl xxxxdkF sign,0max,

ji

jijiliju

vv

xxvvkF

sign

sign,0max,


Sistem (cont.)

• Parameter secara umum: m = 1, d = 0.3,xn = –0.5, xo = 0, xp = 0.5, g = 10

ku = 0.5, kl = 103,

tmin = 0, tmax = 10, dt = 10–2,

• Parameter-parameter lain diatur sesuai kasusnya


(SNM 2013)

Keadaan-keadaan yang teramati

• Beberapa keadaan:– s10w0r0 (dua konfigurasi)– s10w1r0– s10w1r1


(SNM 2013)

Keadaan-keadaan (cont.)

• Menulis nol partikel dan memantulkan nol untuk urutan sepuluh partikel (s10w0r0)

• gn = 0, gp = 0, b = 0, v0 = 4


(SNM 2013)


• Menulis nol partikel dan memantulkan nol untuk urutan sepuluh partikel (s10w0r0)

• gn = 1, gp = -2, b = 2, v0 = 6


(SNM 2013)


• Menulis satu partikel dan memantulkan nol untuk urutan sepuluh partikel (s10w1r0)

• gn = 1, gp = -2, b = 2, v0 = 5


(SNM 2013)


• Menulis satu partikel dan memantulkan satu untuk urutan sepuluh partikel (s10w1r1)

• gn = 1, gp = -3, b = 2, v0 = 4


(SNM 2013)


• Keadaan-keadaan bergantung pada gp dan v0


w: tulis n: partikel

t: ditransmisikan 0: < 50 % 1: ≥ 50 %


-5

-4

-3

-2

-1

1 2 3 4 5 6

gp

v0

w0t0

w1t0

w2t0

w0t1

w1t1

w2t1

Karakteristik mirip kurva I-V

• Asumsikan bahwa V ~ v0

I ~ N / Δt

• Berlaku hanya untuk satu urutan• Belum untuk aliran gas granular 1-D kontinu


(SNM 2013)

Karakteristik mirip kurva I-V (cont.)

• V > 7, semua partikel (10 buah) dilewatkan



0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10

I

V

gp = -3

gp = -1

Karakteristik mirip kurva I-V (cont.)

• Bandingkan



0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10

I

V

gp = -3

gp = -1

URI http://www.ustudy.in/sites/default/files/images/diode%20IV.gif [20130216]

Rencana selanjutnya

• Membangun teori untuk menjelaskan hasil yang telah diperoleh

• Memperhitungkan gerak balik urutan partikel saat menentukan karakteristik mirip kurva I-V

• Mengamati mekanisme penulisan dan penghapusan informasi yang telah ditulis

• Merancang implementasi devais granular untuk menyimpan informasi


(SNM 2013)

Ringkasan

• Simulasi devais gas granular 1-D untuk me-nyimpan partikel telah dilakukan

• Devais berlaku tidak linier terhadap beberapa parameter

• Kurva mirip kurva I-V menunjukkan bahwa semakin negatif nilai gp akan meningkatkan nilai ambang potensial untuk meneruskan kesepuluh urutan partikel



Ucapan terima kasih

• Penulis ingin berterima kasih kepada Hibah Riset Desentralisasi pada tahun 2012 dan 2013 atas dukungannya pada penelitian ini dan juga presentasi hasilnya


(SNM 2013)


Terima kasih


Sistem gas granular 1-D: Suatu devais pencacah

Education

Transcript of Sistem gas granular 1-D: Suatu devais pencacah