Valolla ja sähköllä operoiva transistori

12.05.2017

Illinois-Urbana-kaksi-energinen-transistori-300-t.jpgUniversity of Illinoisin insinöörit ovat esitelleet päivityksen transistorilaserista, jota voitaisiin käyttää vauhdittamaan tietokoneen prosessorin nopeutta.

Insinöörit haluaisivat kehittää tietokoneen, joka käyttää informaation välittämiseen sähkön lisäksi myös valoa koska se kulkee nopeammin kuin sähkö.

Kehitetty optis-sähköisen kytkin toimii peruskomponenttina kehitettäessä optista logiikkaa – kieltä, jota tarvitaan tulevaisuuden optisten tietokoneprosessoreiden kommunikoinnissa, toteaa tutkimuksen vetäjä professori Milton Feng.

”Sähköisesti ja optisesti bistabiilisti toimiva transistori kasvattaa merkittävästi tiedonkäsittelyn nopeuksia, koska laitteet voivat kommunikoida ilman häiriötä, joita esiintyy, kun rajoitutaan vain elektroneja käyttäviin transistoreihin,” toteaa Feng.

Uusimmassa tutkimuksessa esitetään, kuinka optiset ja sähköiset bistabiilit lähdöt on saatu aikaan yksittäisestä transistorista. Toteutuksessa hyödynnetään sekä sähköisiä että optisia hystereesejä, rengasonteloa, fotonin avulla tapahtuvaa tunnelointia kollektorilla ja elektroniaukkojen rekombinaatiota kannan kvanttikaivossa.

Feng toteaa, että ilmeinen ratkaisu avaamaan pullonkaula, joka muodostuu, big datan tiedonsiirrosta – eliminoida transistorin sähköinen datansiirto ja käyttää täysin optista - on epätodennäköinen tapahtuma.

”Elektroniikkaa ei voi poistaa kokonaan, koska virtakytkentää tarvitaan muuntamaan sähkö valoksi”, Feng sanoi. ”Se on ongelma täysoptisissa tietokoneissa, konsepti josta jotkut ihmiset puhuvat. Se vain ei ole mahdollista, koska ei ole olemassa sellaista asiaa kuin täysoptinen järjestelmä.”

Milton Feng ja Nick Holonyak havaitsivat vuonna 2004, että valoa, jota aiemmin pidettiin transistorielektroniikan sivutuotteena, voitaisiin hyödyntää optisena signaalina. Tämä avasi tien kehittää transistorilaser, joka käyttää valoa ja elektroneja siirtämään signaalia.

Nyt kehitetty kahden vakaan energiatilan transistori voi mahdollistaa uusia laitteita ja sovelluksia, jollaiset evät ole mahdollista perinteisillä transistoritekniikoilla.

”Tämä on yksi laite, joka tarjoaa kaksi vakaata tilaa sekä sähköisille että optisille toiminnoille yhdessä ja samassa kytkimessä,” Feng sanoi. ”Se on täysin uusi, ja teemme kovasti töitä löytääksemme uusia sovelluksia sille.”

Nyt tehty piiritekniikka toimii -50 asteessa Celsiusta ja seuraava askel onkin osoittaa, että laite voi toimia huoneen lämpötilassa.

17.11.2017Kaksiulotteisilla kohti vähäkulutuksista elektroniikkaa
15.11.2017Kvanttimateriaali elektronisille innovaatioille
14.11.2017Ultranopeaa magnetismia muisteille
13.11.2017Valo elektroniikkaa kokoamaan
10.11.2017Nestemetalli vauhdittaa oksidielektroniikkaa
09.11.2017Hiilinanoputkien ohutkalvoista lämpösähköä
07.11.2017Uutta puhtia kvanttitietokoneen kehitykseen
06.11.2017Grafeeni ja transistorit
03.11.2017Kosketuksilla ja eleillä ohjaten
02.11.2017Tulostamalla nanofotoniikkaa

Siirry arkistoon »