Image
18.5.2017 0 Comments

V laserovom tranzistore budú elektrónom pomáhať fotóny. Prenos dát tak môže byť 100× rýchlejší

 Výskumníci vyvinuli nový druh laserového tranzistora, ktorý dokáže prepínať medzi dvoma stabilnými energetickými stavmi – elektrickým a fotonickým (svetelným). Táto súčiastka by mohla umožniť 100-krát rýchlejší prenos dát ako bežné digitálne zariadenia.

Prototyp tranzistora sa vyznačuje bistabilitou – schopnosťou striedať medzi optickým a elektrickým signálom. „Zabudovanie tranzistora s elektrickou a optickou bistabilitou do počítačového čipu významne zvýši rýchlosť spracovania dát, pretože zariadenia môžu komunikovať bez výskytu interferencií. Tie vznikajú v tranzistoroch, ktoré prenášajú signál iba pomocou elektrónov,“ vysvetlil vedúci výskumu Milton Feng z Illinoiskej univerzity v Urbana-Champaign.

V bežných elektronických zariadeniach sú čipy tvorené miliardami malých prepínačov, nazývaných tranzistory, ktoré slúžia ako brány na usmerňovanie toku elektrónov cez integrovaný obvod.

Problém s týmto modelom, ktorý dobre fungoval pre elektronické zariadenia po niekoľko desaťročí až doteraz,  je v tom, že moderné počítačové procesory sú čoraz rýchlejšie a výkonnejšie,  a tak počet tranzistorov na nich sa nevyhnutne zvyšuje. Hovorí o tom Moorov zákon, ktorý tvrdí, že počet tranzistorov v integrovanom obvode sa zdvojnásobí každé dva roky. Toto pravidlo bolo formulované v 60. rokoch minulého storočia, ale dnes naráža na množstvo technických problémov.

Tranzistory sú už také malé, že ich ďalšie zmenšovanie je čoraz ťažšie. Navyše existujú aj obavy z toho, ako budú fungovať energeticky účinné tranzistory na báze elektrónov.

A keďže svetlo môže v integrovanom obvode putovať oveľa rýchlejšie ako elektróny, prechod na procesory založené na fotónoch namiesto výhradne elektronických zariadení dáva veľký zmysel. Feng a jeho kolega Nick Holonyak Jr vytvorili koncept laserového tranzistora už v roku 2004. Ide o polovodičové zariadenie, ktoré obsahuje elektrické aj optické výstupy. Tento opticko-elektrický spínač by mohol predstavovať základný stavebný prvok optickej logiky.

Najrýchlejší spôsob, ako prepínať prúd v polovodičovom materiáli, je proces tzv. tunelovania. Fotóny pomáhajú elektrónom zvládnuť tieto prechody lepšie, čo spôsobí, že zariadenie bude oveľa rýchlejšie.

V novej štúdii výskumníci podrobne vysvetľujú, ako pracuje bistabilný spínač pri teplote -50 °C. Ďalej chcú ukázať, ako to funguje pri izbovej teplote, čo je veľmi dôležité, ak budeme tieto tranzistory používať v skutočných zariadeniach.

Výskum bol publikovaný v časopise Journal of Applied Physics.

Zdroj: Sciencealert

Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Grafén umožní taktovať procesory na terahertzových frekvenciách

14.09.2018 00:10

Grafén sa považuje za sľubný materiál pre nanoelektroniku budúcnosti. Teoreticky by mal umožňovať taktovacie frekvencie až tisíckrát vyššie ako súčasná kremíková elektronika. Teraz vedci z Helmholtz Z ...

Výskum

Syntetický bojový hightech sliz dokáže zastaviť nepriateľské lode. Dá sa použiť aj ako sprej proti žralokom

07.09.2018 00:20

Americké námorníctvo pracuje na vývoji syntetického bojového slizu inšpirovaného prírodou. Môže byť silnou zbraňou, ktorá zastaví nepriateľské plavidlá na ich ceste. Ako vzor poslúžili sliznatky, ktor ...

Výskum

Môže byť grafén škodlivý pre živé organizmy?

07.09.2018 00:15

Grafén, označovaný aj ako najpevnejší materiál, ponúka veľa možností využitia. Nové výskumy, ako je napr. Graphene Flagship,  výskumná iniciatíva Európskej únie disponujúca rozpočtom vo výške 1 miliar ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

e-learnmedia_2018

Najnovšie videá



PC forum button