Chip-scale atomic clock
ஒரு சிப் ஸ்கேல் அணு கடிகாரம் (சிஎஸ்ஏசி) என்பது மைக்ரோ எலக்ட்ரோ மெக்கானிக்கல் சிஸ்டம்களின் (எம்இஎம்எஸ்) நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு சிறிய, குறைந்த-சக்தி அணு கடிகாரமாகும், மேலும் குறைந்த-சக்தி குறைக்கடத்தி லேசரை ஒளி ஆதாரமாக இணைக்கிறது. முதல் சிஎஸ்ஏசி இயற்பியல் தொகுப்பு 2001 இல் செய்யப்பட்ட ஒரு கண்டுபிடிப்பின் அடிப்படையில் 2003 இல் என்ஐஎஸ்டியில் நிரூபிக்கப்பட்டது. கையடக்க உபகரணங்களில் பயன்படுத்த மைக்ரோசிப் அளவிலான அணு கடிகாரத்தை உருவாக்கும் குறிக்கோளுடன் அமெரிக்க பாதுகாப்புத் துறையின் பாதுகாப்பு மேம்பட்ட ஆராய்ச்சி திட்டங்கள் நிறுவனத்தால் (டிஏஆர்பிஏ) இந்த பணிக்கு நிதியளிக்கப்பட்டது. இராணுவ உபகரணங்களில் இது உலகளாவிய நிலைநிறுத்தல் அமைப்பு இல்லாதபோது தரையிறக்கப்பட்ட வீரர்களுக்கு மேம்பட்ட இருப்பிடம் மற்றும் போர்க்கள சூழ்நிலை விழிப்புணர்வை வழங்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, ஆனால் பல பொதுமக்கள் பயன்பாடுகளும் கற்பனை செய்யப்படுகின்றன. இந்த அணு கடிகாரங்களின் வணிக உற்பத்தி 2011 ஆம் ஆண்டில் தொடங்கியது. உலகின் மிகச்சிறிய அணு கடிகாரமான சிஎஸ்ஏசி, 4 x 3.5 x 1 செமீ (1.5 x 1.4 x 0.4 அங்குலம்) அளவு கொண்டது, 35 கிராம் எடை கொண்டது, 115 மெகாவாட் மின்சாரத்தை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது, மேலும் பல ஆண்டுகள் செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு ஒரு நாளைக்கு 100 மைக்ரோ விநாடிகளுக்குள் நேரத்தை வைத்திருக்க முடியும். ரூபிடியம் அணுக்களின் அதிர்வுகளின் அடிப்படையில் மிகவும் நிலையான வடிவமைப்பு 2019 ஆம் ஆண்டில் என்ஐஎஸ்டியால் நிரூபிக்கப்பட்டது. புதிய வடிவமைப்பு இன்னும் வணிகமயமாக்கப்படவில்லை. மற்ற சீசியம் அணு கடிகாரங்களைப் போலவே, சீசியம்-133 அணுக்களில் உள்ள இரண்டு ஹைப்பர்ஃபைன் ஆற்றல் நிலைகளுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான் சுழற்சி மாற்றங்களால் வெளிப்படும் துல்லியமான 9.192631770 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் மைக்ரோவேவ் சமிக்ஞை மூலம் கடிகாரம் நேரத்தை வைத்திருக்கிறது. ஒரு பின்னூட்ட பொறிமுறை சிப்பில் ஒரு குவார்ட்ஸ் படிக ஊசலாட்டத்தை இந்த அதிர்வெண்ணுடன் பூட்டுகிறது, இது வெளியீட்டு ஊசிகளுக்கு வழங்கப்பட்ட 10 மெகா ஹெர்ட்ஸ் மற்றும் 1 ஹெர்ட்ஸ் கடிகார சமிக்ஞைகளை வழங்க டிஜிட்டல் கவுண்டர்களால் பிரிக்கப்படுகிறது. சில்லில், சிலிக்கான் மைக்ரோ மெஷினிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு சிறிய 2 மிமீ காப்ஸ்யூலில் உள்ள திரவ உலோக சீசியம், கார உலோகத்தை ஆவியாக்குவதற்கு சூடாக்கப்படுகிறது. ஒரு குறைக்கடத்தி லேசர் நுண்ணலை ஊசலாட்டத்தால் மாற்றியமைக்கப்பட்ட அகச்சிவப்பு ஒளியின் கற்றை காப்ஸ்யூல் வழியாக ஒரு ஒளி கண்டறிதலில் பிரகாசிக்கிறது. ஊசலாட்டமானது மாற்றத்தின் துல்லியமான அதிர்வெண்ணில் இருக்கும்போது, சீசியம் அணுக்களின் ஒளியியல் உறிஞ்சுதல் குறைகிறது, இது ஒளி கண்டறிதலின் வெளியீட்டை அதிகரிக்கிறது. ஊசலாட்டத்தை சரியான அதிர்வெண்ணில் வைத்திருக்க ஃபோட்டோ டிடெக்டரின் வெளியீடு அதிர்வெண் பூட்டப்பட்ட சுழற்சி சுற்றில் பின்னூட்டமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வளர்ச்சி வழக்கமான நீராவி செல் அணு கடிகாரங்கள் அட்டைகளின் ஒரு தளத்தின் அளவைப் பற்றியவை, சுமார் 10 W மின்சாரத்தை பயன்படுத்துகின்றன மற்றும் சுமார் $3,000 செலவாகும். இவற்றை ஒரு குறைக்கடத்தி சிப்பின் அளவிற்கு சுருக்க விரிவான வளர்ச்சி மற்றும் பல முன்னேற்றங்கள் தேவைப்பட்டன. வளர்ச்சியின் ஒரு முக்கிய பகுதி சாதனத்தை வடிவமைப்பதாகும், எனவே முடிந்தவரை நிலையான குறைக்கடத்தி புனையமைப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்ய முடியும், அதன் விலையை வெகுஜன சந்தை சாதனமாக மாற்றும் அளவுக்கு குறைவாக வைத்திருக்க முடியும். வழக்கமான சீசியம் கடிகாரங்கள் சீசியம் கொண்ட கண்ணாடி குழாயைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை 1 செமீ விட சிறியதாக மாற்றுவது சவாலானது. சிஎஸ்ஏசியில், எம்இஎம்எஸ் நுட்பங்கள் ஒரு சீசியம் காப்ஸ்யூலை 2 கன மில்லிமீட்டர் அளவு மட்டுமே உருவாக்க பயன்படுத்தப்பட்டன. வழக்கமான அணு கடிகாரங்களில் ஒளி ஆதாரம் ஒரு ரூபிடியம் அணு-நீராவி வெளியேற்ற விளக்கு ஆகும், இது பருமனாக இருந்தது மற்றும் அதிக அளவு சக்தியை பயன்படுத்தியது. சி. எஸ். ஏ. சி. யில் இது சிப்பில் புனையப்பட்ட அகச்சிவப்பு செங்குத்து குழி மேற்பரப்பு உமிழும் லேசரால் (வி. சி. எஸ். இ. எல்) மாற்றப்பட்டது, அதன் கற்றை மேலே உள்ள சீசியம் காப்ஸ்யூலில் மேல்நோக்கி கதிர்வீச்சு செய்கிறது. மற்றொரு முன்னேற்றம் வழக்கமான கடிகாரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் மைக்ரோவேவ் குழி அகற்றப்பட்டது, அதன் அளவு, மைக்ரோவேவ் அதிர்வெண்ணின் அலைநீளத்திற்கு சமமாக, சுமார் 3 செமீ, கடிகாரத்தின் அளவிற்கு அடிப்படை குறைந்த வரம்பை உருவாக்கியது. குவாண்டம் நுட்பம், ஒத்திசைவான மக்கள்தொகை பொறியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் குழி தேவையற்றதாக மாற்றப்பட்டது. வணிகமயமாக்கல் குறைந்தபட்சம் ஒரு நிறுவனமான மைக்ரோசெமி, கடிகாரத்தின் ஒரு பதிப்பை உற்பத்தி செய்கிறது. சிப் குறிப்புகள் அணு கடிகாரங்களில் என்ஐஎஸ்டி-யின் வெளிப்புற இணைப்புகள் மின்னணு சோதனை உபகரணங்கள்