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 Division Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia *[email protected]Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Model aliran granular 1-D sebagai suatu devais memori
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 2
Outline
• Pendahuluan dan devais-devais pengingat• Sistem• Keadaan-keadaan yang teramati• Karakteristik mirip kurva I-V• Rencana selanjutnya• Ringkasan• Ucapan terima kasih
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
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?
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 4Seminar Nasional Material ke-2
(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)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 5
Devais mekanik
• Kronograf• Memoire 1 terdiri
dari 537 komponen(Maurice Lacroix)
• Sudah dipatenkan,bahkan ada yangbaru tahun 2013
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 6
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 7
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 8
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 9
URI http://en.wikipedia.org/wiki/File:ENIAC_Penn2.jpg [20130215]
Devais elektronik
• Dioda, transistor, IC
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 10
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 11
URI http://memebox.com/futureblogger/show/1461 [20130215]
Devais fotonik (cont.)
• 50 G Silicon Photonics link
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 12
URI http://www.youtube.com/watch?v=0U4Af2qmgFA [20130215]
Devais elektronik molekul tunggal
• Persambungan elektronik molekul tunggal
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 13
M. Tsutsui and M. Taniguchi, “Single molecule electronics and devices”, Sensors 12 , 7259-7298 (2012)
Devais elektronik molekul .. (cont.)
• Diode singlemolekul
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 14
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)
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 16
D. A. Awschalom and M. E. Flatte, “Challenges for semiconductor spintronics”, Nature Physics 3, 153-159 (2007)
Devais fononik
• Transistor termal
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 17
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 18
URI http://www.theodmgroup.com/wp-content/uploads/2011/03/promotional-hourglass.jpg [20130123]
Devais granular (cont.)
• Pemberi pakan ternakotomatis
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 19
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
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 20Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Sistem (cont.)
• Devais granular diatur oleh gaya-gaya berikut yang bekerja pada tiap partikel– sumur potensial tak-simetri
– disipation karena gesekan udara
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 21
pop
onng xxxmgg
xxxmggF
,
,
bvFb
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Sistem (cont.)
• Juga terdapat gaya-gaya antar partikel– model pegas linier
– disipasi pada pegas tak ideal
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 22
jijilijl xxxxdkF sign,0max,
ji
jijiliju
vv
xxvvkF
sign
sign,0max,
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
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
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 23Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Keadaan-keadaan yang teramati
• Beberapa keadaan:– s10w0r0 (dua konfigurasi)– s10w1r0– s10w1r1
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 24Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Keadaan-keadaan (cont.)
• Menulis nol partikel dan memantulkan nol untuk urutan sepuluh partikel (s10w0r0)
• gn = 0, gp = 0, b = 0, v0 = 4
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 25Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Keadaan-keadaan (cont.)
• Menulis nol partikel dan memantulkan nol untuk urutan sepuluh partikel (s10w0r0)
• gn = 1, gp = -2, b = 2, v0 = 6
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 26Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Keadaan-keadaan (cont.)
• Menulis satu partikel dan memantulkan nol untuk urutan sepuluh partikel (s10w1r0)
• gn = 1, gp = -2, b = 2, v0 = 5
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 27Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Keadaan-keadaan (cont.)
• Menulis satu partikel dan memantulkan satu untuk urutan sepuluh partikel (s10w1r1)
• gn = 1, gp = -3, b = 2, v0 = 4
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 28Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Keadaan-keadaan (cont.)
• Keadaan-keadaan bergantung pada gp dan v0
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 29
w: tulis n: partikel
t: ditransmisikan 0: < 50 % 1: ≥ 50 %
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
-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
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 30Seminar Nasional Material ke-2
(SNM 2013)
Karakteristik mirip kurva I-V (cont.)
• V > 7, semua partikel (10 buah) dilewatkan
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 31
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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 32
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
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 33Seminar Nasional Material ke-2
(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
Seminar Nasional Material ke-2 (SNM 2013)
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 34
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
Bandung, Indonesia, 16 Februari 2013 35Seminar Nasional Material ke-2