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

Genetický kód „v spreji“. Nanotechnológie umožňujú vyrobiť vdychovateľnú RNA na liečbu pľúcnych chorôb

21.01.2019 00:10

Pacienti s pľúcnymi ochoreniami možno v budúcnosti nájdu úľavu vdychovaním molekúl mRNA (messenger RNA, menej odborne nazývaná aj informačná či mediátorová RNA). mRNA, ktorá môže povzbudiť bunky na pr ...

Výskum

Hypersenzitívna verzia atómových hodín nastavila nové rekordy v presnosti

14.01.2019 00:15

Experimentálne atómové hodiny v Národnom inštitúte pre štandardy a technológie (NIST) dosiahli tri nové rekordy. Tieto hodiny sú dôležité nielen na zlepšenie časomiery a navigácie, ale uplatňujú sa aj ...

Výskum 5

Riešenie na zvýšenie produkcie potravín? Vedci zlepšili fotosyntézu, rastliny porastú rýchlejšie až o 40%

10.01.2019 00:20

Rastúca globálna ľudská populácia nevyhnutne vyžaduje zvýšenie produkcie potravín. Zlepšenie produktivity poľnohospodárskych plodín je možné zvýšením účinnosti fotosyntézy. Kľúčovú úlohu pri fotosynté ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Najnovšie videá



PC forum button