Создан первый оптически управляемый микрочип без полупроводников

Физики из Университета Калифорнии создали первое оптически контролируемое микроэлектронное устройство, не основанное на полупроводниковых материалах. Прибор является переключателем , талантливый пропускать либо блокировать протекание тока под действием не сильный лазерного излучения. В его основе лежит метаматериал, складывающийся из золотых «грибов».

По словам ученых, применение метаматериалов окажет помощь в создании более замечательных и стремительных устройств, основанных на вакуумных либо газовых каналах для электричества — необычных наноразмерных вакуумных ламп. Изучение размещено в издании Nature Communications, коротко о нем информирует пресс-релиз университета.

Микрофотография устройства, использованного в работе. Ebrahim Forati et al. / Nature Communications, 2016

Скорость работы микроэлектронных устройств зависит, например, от подвижности носителей заряда, переносящих электрический ток. Данный параметр зависит от того, в каком материале перемещаются частицы. Исходя из этого применение полупроводниковых материалов (в частности, кремния) вносит ограничения на работу микроэлектроники. Подвижность носителей заряда в неоновой трубке, например, в семь раза больше, чем в классическом для электроники кремнии.

Но создание устройств с газовыми либо вакуумными каналами для электронов осложнено тем, что для «выбивания» частиц из материи требуются громадные напряжения (более 100 вольт), температуры (1000 кельвин) либо мощности лазерного излучения (порядка тераватт на квадратный сантиметр). Для микроэлектронных устройств такие интенсивные действия смогут быть разрушительны.

Компьютерная модель устройства с массивом золотых «грибов». UC San Diego Applied Electromagnetics Group

Авторы новой работы нашли метод, как действенно «выбивать» электроны из вещества не прибегая к интенсивным внешним действиям. Для этого физики создали решетку на базе метаматериала, талантливого действенно концентрировать электрическое поле и создавать локальные области с высокими полями.

При одновременном облучении устройства в вакуумной камере посредством лазерного луча (плотность потока до 40 ватт на квадратный сантиметр, сопоставимо с лазерной указкой) и подачи электрического напряжения проводимость устройства быстро увеличивалась. Десятикратный скачок происходил за счет «выброса» электронов в вакуум. 

Само устройство является сеткойиз параллельных железных полос, на некоторых из которых расположены золотые «грибы» с диаметром шляпки в пара сотен нанометров. Массив грибов трудится как антенна, преобразующая электромагнитное излучение лазера. Железные полосы не контактируют напрямую, но в случае если в вакууме между ними появляются носители заряда, появляется возможность с целью проведения тока. 

Метаматериалами именуют такие материалы, свойства которых (к примеру, оптические) определяются в основном не веществами, из которых они состоят, а периодическими структурами, каковые эти вещества образуют. Одним из хороших примеров метаматериалов являются среды с отрицательным коэффициентом преломления. Ранее мы информировали о том, что посредством метаматериалов возможно создать среду с нескончаемой фазовой скоростью света.

Случайные записи:

• Селективное обратимое окисление однослойных углеродных нанотрубок
• Химики впервые собрали стабильный пятиугольник из азота

Творение Адама и Евы..

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Создан первый полупроводниковый диод, изготовленный из двух материалов одноатомной толщины

  инженеры и Учёные Северо-Западного университета смогли сделать очередной громадный ход вперед в деле интеграции одноатомных материалов различного типа в…

• Создана первая компьютерная модель живого организма

  Калифорнийские исследователи сравнительно не так давно сказали, ни большое количество ни мало, о настоящем прорыве в области так называемой…

• Создан первый организм с искусственным геномом

  Ученым в первый раз удалось создать организм с синтетическим геномом. Статья с описанием работы размещена в издании Science. Кратко опыт обрисовывает…

• Ученые создали микроскопический электромеханический выключатель из молекулы днк

  Несколько исследователей из Калифорнийского университета в Дэвисе и Вашингтонского университета показала, что электрической проводимостью молекул ДНК…