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 1

Toaletná doska zmonitoruje váš zdravotný stav a zachráni život

18.09.2019 00:05

Amerika rýchlo starne. Napriek lekárskemu pokroku trpí viac ako 80% obyvateľov na určitú formu srdcových ochorení, ako napríklad infarkt alebo zlyhanie srdca. Aj napriek včasnej hospitalizácii, takme ...

Výskum 2

Objavili „najčernejší“ materiál. Odráža 10x menej svetla ako Vantablack

17.09.2019 00:20

Inžinieri z MIT informovali, že vytvorili materiál, ktorý je 10-krát černejší ako čokoľvek, čo bolo zhotovené doteraz. Materiál je vyrobený z vertikálne zarovnaných uhlíkových nanorúrok (CNT - carbon ...

Výskum 1

Nositeľné zariadenia budúcnosti budú priehľadné

17.09.2019 00:15

Nositeľné zariadenia dnes umožňujú sledovať okrem kondície aj niektoré vitálne funkcie. Pomáhajú tak predchádzať častým zdravotným problémom, ako je zlyhanie srdca, hypertenzia či komplikácie súvisia ...

q

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

AMCHAM 2019

Najnovšie videá

SlovakiaTech 2019

IT GALA stvorec 2019