Прощай, кремний! Эксперименты с лазерами - для сверхбыстрых микросхем

Прощай, кремний! Эксперименты с лазерами - для сверхбыстрых микросхем
Исследователи из отдела энергетики Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) открыли, что магнетит (натуральный магнитный минерал, самый магнитно активныйиз всех минералов на Земле) способен быстрее всех включать/выключать электричество, сообщает Fox News.

Команда учёных использовала рентгеновский лазер источника когерентного света, получаемого с помощью линейного ускорителя (Linac Coherent Light Source, LCLS), и обнаружила, что включение-выключение электрической энергии в образцах магнетита происходят за одну триллионную секунды - это в тысячи раз быстрее, чем в современных транзисторах.

По словам Рупали Кукреджа (Roopali Kukreja), ведущего автора исследования, специалиста по материаловедению из Стэнфордском университет, этот проект раскрыл так называемый  «предел скорости»  коммутации электрических цепей в этом материале.

Прощай, кремний! Небольшие изменения в структуре компьютерных микросхем могут в скором времени привести к созданию меньших по размеру, более быстрых и гораздо более мощных компьютеров. Исследователи из отдела по энергетики Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) открыли, что магнетит (натуральный магнитный минерал, самый магнетически активный из всех минералов на Земле) обладает самый быстрой по времени способностью переключать электрическую энергию. Электрическое переключение, или переход из проводящего состояния в непроводящее,   это процесс, который происходит в электрических цепях вокруг нас.

Команда учёных использовала рентгеновский лазер источника когерентного света, получаемого с помощью линейного ускорителя (Linac Coherent Light Source (LCLS)), и обнаружила, что включение-выключение электрической энергии в образцах магнетита происходят за одну триллионную секунды   в тысячи раз быстрее, чем в текущих транзисторах. Согласно Рупали Кукрейа (Roopali Kukreja), который является ведущим автором исследования и учёным в области материаловедения в Стэнфордском университете (Stanford University) (США), этот проект раскрыл так называемый "предел скорости" коммутации электрических цепей в этом материале.

Исследователи говорят, что когда лазерный импульс ударил в образец, электронная структура была реорганизована в непроводящие "острова", окружённые сотнями квадриллионов электропроводящих участков. Во-первых, учёные проникали в образцы оптическим лазером, дробя электронную структуру материала на атомном уровне, что приводило к перераспределению, и в результате образовывались «острова».

Сразу после ультра-ярких и ультракоротких рентгеновских импульсов, производимых в равные отрезки времени, учёные измеряли, сколько времени потребовалось, чтобы материал перешёл от непроводящего состояния к проводящему. Затем образцы магнетита охлаждали до -190°C, что блокировало молекулярные изменения, по словам Кукрейа. Последующие исследования проводились на гибридном материале, который проявляет способность сверхбыстрого переключения при комнатной температуре, что делает его более экономичным, в отличие от магнетита.

Дальнейшие эксперименты должны помочь выявить другие соединения и методы для вызова коммутации электрических цепей и для дальнейшей возможности создания супер – транзисторов.  Сейчас ведётся глобальный поиск материалов, которые превзойдут современные полупроводниковые транзисторы. Рентгеновские лучи LCLS могут помочь глубже изучить процессы, которые происходят на атомном уровне, как утверждает Герман Дюрр (Hermann Dürr), главный исследователь эксперименты с использованием LCLS и старшего научного сотрудника Стэнфордского института материалов и энергетических наук. Данный эксперимент показывает, что хотя свойства магнетита были вполне известны уже в течение тысяч лет, есть много того, что ещё возможно изучить, отмечает Дюрр.

Когда лазерный импульс ударил в образец, электронная структура была реорганизована в непроводящие  «острова » , окружённые сотнями квадриллионов электропроводящих участков.

Сначала учёные направили на материал оптический лазер, дробя электронную структуру материала на атомном уровне, и в результате образовывались «острова». Сразу после сверхярких и сверхкоротких рентгеновских импульсов, производимых в равные отрезки времени, учёные измеряли, сколько времени потребовалось, чтобы материал перешёл от непроводящего состояния к проводящему.

Затем образцы магнетита охлаждали до -190°C, что фиксировало произосшедшие на молекулярном уровне. Последующие исследования проводились на гибридном материале, который проявляет способность сверхбыстрого переключения при комнатной температуре, что делает его более экономичным, в отличие от магнетита. Дальнейшие эксперименты должны помочь выявить другие соединения и методы быстрого влючения/выключения электричества - для создания супертранзисторов.

Сейчас ведётся глобальный поиск материалов, которые превзойдут современные полупроводниковые транзисторы. Рентгеновские лучи LCLS могут помочь глубже изучить процессы, которые происходят на атомном уровне, утверждает Херманн Дюрр (Hermann Dürr), главный исследователь, старший научный сотрудник Института материалов и энергетики при Стэнфордском университете.

Данный эксперимент показывает, что, хотя свойства магнетита известны уже несколько тысячелетий, всех своих тайн он еще не раскрыл, отмечает Дюрр.
  • Дата публикации: 31.07.2013
  • 343

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться