Российские ученые создали сверхбыстрый оптический транзистор

В ходе проведенных экспериментов специалисты Петербургского университета ИТМО доказали возможность практической реализации аналога традиционного транзистора, выполненного на полупроводниках. Для построения оптического аналога необходима лишь одна наночастица кремния.

В будущем результаты исследований будут применяться в процессе изготовления оптической компьютерной техники на основе компактных транзисторов с возможностью сверхбыстрого изменения состояния. Такие прогнозы строят специалисты ИТМО на основе полученных данных.

Разработчики компьютеров отмечают, что производительность современной техники имеет ограничения по времени переключения транзисторов, что на сегодняшний день составляет приблизительно 0,1−1 наносекунды. В оптической технике носителем сигнала станут фотоны вместо электронов, благодаря чему удастся передавать большие объемы информации, чем посредством традиционных электросигналов. Однако на пути реализации сверхбыстрых компьютеров стоит вопрос практической реализации оптических транзисторов. Как отмечают ученые, в сверхбыстрых транзисторах сигнал будет передаваться за несколько пикосекунд. Российские ученые предложили свой вариант решения данного вопроса и разработали первый прототип, где используется всего одна наночастица кремния.

Как было обнаружено в ходе экспериментов, свойства кремниевых наночастиц могут кардинально меняться, если применить сверхкороткие лазерные импульсы. В процессе облучения частиц появляется электронно-дырочная плазма, изменяющая свою диэлектрическую проницаемость за 10-12 секунд. Такое резкое изменение состояний наночастицы открывает богатые возможности для совершенствования компьютерной техники. В зависимости от мощности лазерного импульса частицы могут изменять направление рассеиваемого света на 180 градусов.

Эксперименты с кремнием проводились еще и по причине его доступности с точки зрения затратности производства, ведь новые оптические транзисторы должны не только выполнять поставленные задачи, но и быть доступными для рядовых потребителей.

Источник