Создана первая микросхема на экситонных транзисторах

Доктор наук Леонид его коллеги и Бутов из калифорнийских университетов в Сан-Диего (UCSD) и Санта-Барбаре (UCSB) создали микросхемы, трудящиеся на экситонах. Необыкновенные элементы смогут существенно повысить скорость работы привычной электроники.

Скоростные коммуникации применяют фотоны, а процессоры «думают», «жонглируя» электронами. Соединение первого и второго требует всяческих преобразователей и наличия модуляторов, каковые довольно часто являются узким местом, мешающим наращивать скорость.

А ведь таковой перевод сигналов из оптической формы в электрическую и обратно может весьма понадобиться не только при соединении компьютеров между собой, но и в одного компьютера а также в одной гибридного чипа.

Неприятность – преобразователь должен быть очень стремительным и ультракомпактным.

Потенциальное ответ — экситонная интегральная схема, первый пример которой и выстроили учёные в Соединенных Штатах. Как пишут её создатели в статье в Science, они показали контроль над экситонными потоками (и разные операции с ними) в схеме, складывающейся из трёх экситонных оптоэлектронных транзисторов.

Поясним, экситоны – это квазичастицы, появляющиеся при определённых условиях в полупроводнике либо диэлектрике. Являются они связанную несколько электрон-дырка, выступающую и движущуюся как целое образование.

Фотоны преобразовываются в экситоны на входе данной необыкновенной схемы, а экситоны обратно преобразуются в фотоны — на выходе. Причём преобразование происходит напрямую, а управление потоками экситонов осуществляется при помощи напряжения, совершенно верно так же, как управление простыми сигналами в процессоре.

Экситон появляется в момент попадания фотона в полупроводник, причём схема устроена так, что дырка и электрон, составляющие экситон, «селятся» в соседних квантовых колодцах — особенных полупроводниковых структурах.

Два таких колодца разделяют пара нанометров. Прикладываемое к ним напряжение разрешает экситонам перемещаться. И в то время, когда поступает соответствующий сигнал — эти квазичастицы попадают на выход, где распадаются, порождая фотон.

Правильнее, распадом таковой частицы есть рекомбинация пары электрон-дырка.

«Экситоны связаны конкретно с фотонами, — говорит Бутов, — что разрешает увязывать расчёты и коммуникацию».

Исследователи выстроили на базе экситонных транзисторов несложную схему, талантливую выборочно направлять экситоны по одному из последовательности дорог. Причём потому, что экситоны перемещаются весьма скоро, коммутатор на таковой базе способен переключаться каждые 200 пикосекунд.

Единственное ограничение, которое до тех пор пока мешает созданию экситонных логических схем, пригодных для массового применения, — низкая рабочая температура. Она образовывает менее 40 градусов по Кельвину.

Но его коллеги и Бутов знают, как преодолеть это препятствие. Необходимо другой материал для экситонных транзисторов. В первом прототипе использован, кстати, арсенид галлия.

Случайные записи:

• Глава роснано анатолий чубайс встретился с министром занятости и экономики финляндии
• Голые землекопы могут дышать как растения

ЧТО ТАКОЕ МИКРОСХЕМА? [РадиолюбительTV 64]

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Создан сверхбыстрый графеновый транзистор

  Эксперты Исследовательского центра им. Томаса Уотсона компании IBM (США) сконструировали графеновый полевой транзистор с расчетной граничной частотой 100…

• Американские учёные создали первый в мире наноавтомобиль

  В различных государствах мира уже неоднократно оказались новости о том, что научное сообщество создаёт микророботов, причем, чем дальше, тем эти роботы…

• Учёные создали транзисторы из хлопка

  Простые электронные устройства на базе натуральных хлопковых нитей, согласно точки зрения их создателей, открывают дорогу к тесной интеграции одежды и…

• Создан первый оптически управляемый микрочип без полупроводников

  Физики из Университета Калифорнии создали первое оптически контролируемое микроэлектронное устройство, не основанное на полупроводниковых материалах….