קושי נוסף נובע מכך שהדיודות הסטנדרטיות אינן מסוגלות לפעול בתדרים בסדר גודל של THz ללא הפסדים גבוהים בהספק. הפסדים אלו נובעים מהקיבול הקיים בצומת P-N בדיודות ודיודות שוטקי, אשר עובדות באופן יעיל בתדרים הקטנים מ-5 טרה-הרץ. האורך גל האידיאלי שהוצג מקודם (0.4-1.6 מיקרומטר) מוביל לטווח תדרים שבין 190–750 טרה-הרץ, תדרים גבוהים מאוד מתחום תדרי העבודה של הדיודות. לכן ישנו צורך בפיתוח דיודות אלטרנטיביות על מנת להשיג המרת הספק יעילה. כיום משתמשים בדיודות מסוג "מתכת-מבודד-מתכת" (MIM) בעלות צומת מנהור. דיודות אלו (שלא כמו דיודות שוטקי) לא מושפעות מקיבול פרזיטי מכיוון שהן עובדות על תופעת מנהור אלקטרונים. בגלל תכונה זו, עובדות דיודות MIM בצורה אפקטיבית בתחום תדרים של 150 טרה-הרץ.
יתרונות.
אחד היתרונות הגדולים של ננו-אנטנה הוא היעילות הגדולה (תאורטית). כאשר משווים את היעילות התאורטית של תא סולארי יחיד (30 אחוז) לננו-אנטנה יש יתרון משמעותי ביעילות. היעילות מחושבת על ידי שימוש בהשערות שונות. ההשערות המשמשות את הננו-אנטנה מתבססות על יישום של יעילות קרנו של קולטי שמש:
formula_1
כאשר formula_2 היא הטמפרטורה של הגוף הקר, ו-formula_3 היא הטמפרטורה של הגוף החם. על מנת שיעילות המרת האנרגיה תהיה גבוהה, נדרש שהפרש הטמפרטורות בין שני הגופים יהיה גדול משמעותית. רוברט ביילי טען שבניגוד ליעילות של תאים פוטו-וולטאיים, זו של ננו-אנטנות יכולה לעבור את יעילות קרנו. עם זאת, טענה זו לא הוכחה על ידי ביילי.
יתרון נוסף, על ידי שימוש במערך של ננו-אנטנות ניתן לקלוט תחום נרחב של אורכי גל של אור. לעומת זאת, תאים פוטו-וולטאים (תאי שמש) בנויים ממוליכים למחצה, ולכן הם קולטים תחום אורכי גל צר וספציפי בלבד. על מנת לשנות את תחום אורכי הגל הנקלטים בתאים פוטו-וולטים, נדרש לשנות את חומר המוליך למחצה אשר נעשה בו שימוש .
מגבלות וחסרונות.
כפי שתואר לעיל, החיסרון הראשון הגדול הוא תדר העבודה של האנטנה. התדר הגבוה של האור הופך את השימוש בדיודת שוטקי לא מעשי עקב היעילות הנמוכה. למרות תוצאות מבטיחות שמפגינות שדיודות מסוג MIM, יתרונות נוספים צריכים להימצא על מנת להפעיל את האנטנות ביעילות בתדרים גבוהים.
חיסרון נוסף הוא עלות הייצור של האנטנה: ייצור ננו-אנטנה מתבצע על ידי ליתוגרפיה בעזרת קרן אלקטרונים. מכיוון שתהליך זה לא מאפשר עבודה מקבילית, תהליך הייצור הופך ליקר ואיטי. בדרך כלל, ליתוגרפיה בעזרת קרן אלקטרונים משמשת עבור מטרות מחקר בהן ישנו צורך לייצור ברזולוציות גבוהות בעקבות הדיוק בממדי האנטנה. למרות זאת, התפתחות תהליך הפוטוליתוגרפיה מאפשרת רזולוציה של כמה עשרות ננו-מטרים, מה שצפוי להוזיל את ייצורן של הננו-אנטנות על ידי שימוש בפוטוליתוגרפיה.
ייצור.
ננו-אנטנות כוללות שלושה מרכיבים עיקריים: משטח הארקה, תא תהודה אופטי ואנטנה. האנטנה קולטת גלים אלקטרומגנטים, משטח ההארקה משמש כמחזיר אור לכיוון האנטנה והתא תהודה אופטי מרכז את האור לכיוון האנטנה דרך משטח ההארקה. להלן שיטות לייצור ננו-אנטנות, כאשר תהליך הייצור אינו כולל את ייצור דיודת היישור.
שיטה ליתוגרפית.
במעבדה הלאומית של איידהו השתמשו בשלבים הבאים כדי לייצר את מערך הננו-אנטנות שלהן: ראשית, ציפו פרוסת סיליקון בשכבת משטח הארקה מתכתית בעומק של רבע אורך גל הנקלט, והיא צופתה שכבת סיליקון אמורפי באמצעות התזה (sputtering). על גבי שכבת הסיליקון האמורפי הונחה שכבת דקה של מגנזיום עם זהב (לסינון התדרים הרצויים) על מנת שתשמש כאנטנה. הצורה הנדרשת הודפסה באמצעות ליתוגרפיה ואחריה תהליך איכול, לקבלת התבנית המתכתית הרצויה.
ייצור גליל.
במעבר לייצור בהיקף גדול יותר, תהליך עיבוד מעבדתי כגון ליתוגרפיית קרן אלקטרונים הוא איטי ויקר. לכן, שיטת ייצור גליל מאפשרת, באמצעות טכניקת ייצור חדשה המבוססת על תבנית אב, לייצר בעלות נמוכה יותר ובזמן קצר יותר. תבנית אב זאת מוחתמת באופן מכני ומדויק על גבי מצע גמיש וזול, ובכך נוצר אלמנטים בצורת לולאה מתכתיים. עבודה זאת לא כללה ייצור של מרכיב הדיודה.
הנחת שכבה אטומית.
חוקרים באוניברסיטת קונטיקט משתמשים בטכניקת הנקראת הנחת שכבה אטומית (ALD-Atomic layer deposition) באזור סלקטיבי היכולה לייצרם את האנטנות באופן אמין בקנה מידה תעשייתי. המחקר בנושא עדיין נמשך לכיול של התדרים האופטימליים לאור הנראה והאינפרה-אדום.
הוכחת עקרון פעולה.
הוכחת עקרון הפעולה של ננו-אנטנות התחיל עם מערך אנטנות מודפס על גבי מצע סיליקון בגודל של 1 סמ"ר. המערך נבדק באמצעות אור אינפרה-אדום בטווח אורכי גל שבין 3 ל-5 מיקרומטר. שיא האמיסיביות (קירון) מרוכז סביב אורך גל של 6.5 מיקרומטר ומגיע לגודל של 1. אמיסיביות של 1, מציין כי האנטנה קולטת את כל הפוטונים הפוגעים במצע באורך גל מסוים ויחיד.
השוואה בין הספקטרום בניסוי והספקטרום התאורטי, אנו מוצאים קורלציה גבוהה בין התוצאות הניסיוניות לתוצאות התאורטיות. באורכי גל מסוימים, לאנטנה קיימת אמיסיביות קטנה יותר מאשר בתאוריה ואילו באורכי גל אחרים, בעיקר סביב 3.5 מיקרומטר מערך הננו-אנטנות קלטו יותר אור מאשר המצופה בתאוריה.
לאחר הוכחת עקרון הפעולה על מצע סיליקון. בוצע הניסוי על גבי מצע של פולימר גמיש. היעד לניסוי היה יצירת מערך ננו-אנטנות בעל אמיסיביות באורך גל של 10 מיקרומטר. תוצאות ראשוניות הראו שניתן לתכנן את האנטנה על פני פולימר גמיש, אך נדרשים ניסויים נוספים למיטוב (אופטימיזציה) מאפייני הננו אנטנות ועל מנת לראות את מלוא הפוטנציאל במצע פולימר גמיש.
היבט כלכלי.
אנטנות אופטיות זולות יותר מתאים פוטו-וולטאיים, שכן חומרי הגלם ותהליך הייצור של תאים פוטו-וולטאיים הם יקרים מאוד. סטיבן נובאק העריך בשנת 2008 שעלות אנטנה היא בין 5 ל-10 דולר אמריקאי למטר רבוע (לעומת 430 דולר אמריקאי למ"ר של תאים פוטו-וולטאים). סטיבן נובאק מעריך שאם ייבחרו חומרים וטכניקות ייצור מתאימות, העלות הכללית של האנטנה לא תעלה בהרבה. האב-טיפוס של סטיבן נובאק כלל 30X61 ס"מ של פלסטיק הכולל זהב בעלות של רק 0.6 דולר אמריקאי (בשנת 2008). האב-טיפוס היה על מצע של סיליקון ועל ידי שימוש בטכניקות עיבוד מוכרות, ניתן להשתמש, תאורטית, במצע מכל סוג חומר כל עוד משטח האדמה מתפקד כראוי.
דגי לווייתן
סטפנובריכיים
סטפנובריכיים (שם מדעי: "Stephanoberyciformes") היא סדרת דגים ממחלקת מקריני סנפיר החיים בעומק האוקיינוס. סדרה זו מכילה 68 מינים, רובם הגדול שייך למשפחת Melamphaidae. דגם אלה הם קרוביהם של דגי הלווייתן וכן של החכאים. הם חיים בעומק רב מתחת לפני המים ולכן הם כמעט לא נצפו ולא ידוע עליהם הרבה.
לדגים אלה אין כמעט שיניים והגולגולות שלהם מאוד דקות ומכוסות בקוצים. רובם בעלי צבעים כהים וסנפירים קטנים והם מפיצים אורות ביולוגים.
מיון.
סדרה זו מכילה 68 מינים ב-11 סוגים ו-4 משפחות:
עוקצנוניים
עוקצנוניים (שם מדעי: "Gasterosteiformes") הם סדרת דגים ממחלקת מקריני סנפיר בעלי עוקצים על סנפיריהם וגופם ומכאן שמם.
דגים אלה בעלי עצמות סחוסיות מעט וסנפיריהם בעלי קוצים ועוקצים. רבים מדגים אלה שטוחים בצורתם. הם חיים במים רדודים, מתוקים או מלוחים ומסתתרים בין הצמחים או הסלעים. חלק מדגים אלה מזכירים בצורתם סוסוני ים ובייחוד האבובוניים (Syngnathinae), והם אכן קרובים רחוקים שלהם ובעבר היו חלק מסדרת האבובונאים. הם קרובים גם לסדרות עקרבנונאים ודקראים וכולם שייכים לעל-סדרת Acanthopterygii.
דגים אלה קטנים ביותר באורך 4-22 ס"מ. בשל גודלם הקטן הם מסתתרים תמיד מסכנות, בין עלי עשבים או סלעים, וחלקם מוסווים היטב.
סבטלנה דרוז'ינינה
סבטלנה דרוז'ינינה (ברוסית: Светлана Дружинина; נולדה ב-16 בדצמבר 1935) היא שחקנית, במאית ותסריטאית סובייטית ורוסייה.
קורות חייה.
סבטלנה דרוז'ינינה נולדה בשנת 1935 במוסקבה. משפחתה התגוררה ברובע מרינה רושצ'ה. אביה, סרגיי דרוז'ינין, נהג במקצועו, נהרג ליד העיר סמולנסק במלחמת העולם השנייה. אמה, אנה מיזניקובה (1910–1990), שנולדה במשפחת קוזאקים באזור הדון, הייתה גננת.
ב-1946 דרוז'ינינה החלה ללמוד בבית הספר לקרקס, ובמשך שנה התאמנה בהצלחה בקבוצת לוליינים. בשנת 1947 עברה אל בית הספר לכוריאוגרפיה של התיאטרון המוזיקלי של מוסקבה על-שם ק"ס סטניסלבסקי וו"א נמירוביץ'-דנצ'נקו.
דרוז'ינינה המשיכה בלימודי הריקוד בבית הספר לכוריאוגרפיה של תיאטרון בולשוי במוסקבה, שאותו סיימה ב-1955. היא למדה שם עם רקדני הבלט המפורסמים לעתיד – מריס ליאפה ונטליה קסטקינה. דרוז'ינינה הייתה מהתלמידים המצטיינים במוסד, אך חלומה להיות רקדנית לא התגשם בגלל פציעתה הקשה.
בשנים 1955–1965 דרז'ינינה הייתה שחקנית באולפני הקולנוע על-שם גורקי שבמוסקבה. הופעת הבכורה שלה בקולנוע הייתה ב-1955, בתפקיד מוכרת בסרטו של סמסון סמסונוב "מעבר לחלון הראווה של חנות הכלבו".
בשנת 1957 דרוז'ינינה שיחקה בתפקידה הבולט ביותר על המסך. היה זה בסרטו של סטניסלב רוסטוצקי "זה קרה בפנקובו". היא גילמה את דמותה של לריסה, בתה של יו"ר הקולחוז בכפרה, שמתחתנת עם צעיר פרוע למרות התנגדות אביה. חיי הנישואים השלווים שלהם מופרים, אחרי שאל הכפר מגיעה טוניה מלנינגרד, כדי לעבוד בתחום התרבות. הצעירה העירונית מקימה בכפר מועדון תרבות. היא ובעלה של לריסה (בגילומו של ויאצ'סלב טיכונוב) נמשכים זה אל זה. הסרט זכה ב-30.5 מיליון צופים בבתי הקולנוע (מקום 13 מבין הסרטים שהוקרנו ב-1958 בברית המועצות). בסך הכול, דרוז'ינינה הופיעה ב-18 סרטי קולנוע (האחרון שבהם בשנת 1970).