Создан сверхскоростной оптический транзистор, из одной кремниевой наночастицы

Физики создали сверхскоростной оптический транзистор, состоящий из одной кремниевой наночастицы

Ученые-физики из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), Физического института РАН им. П.Н.Лебедева и Санкт-Петербургского академического университета продемонстрировали возможность создания еще одного типа оптического аналога одного из самых распространенных электронных приборов - транзистора. Поскольку транзисторы являются фундаментальными компонентами цифровых электронных схем, новый оптический транзистор, состоящий из одной кремниевой наночастицы, может стать базой, на основе которой будут созданы оптические процессоры, отличающиеся сверхвысокой производительностью, малыми габаритами и небольшим количеством энергии, потребляемой ими во время работы.

Быстродействие процессоров современных компьютеров, которые используют потоки электронов в качестве носителей информации, ограничено, в первую очередь, временем переключения транзисторов из закрытого в открытое состояние и наоборот. Это время обычно находится в пределах от 0.1 до 1 наносекунды (1/1.000.000.000 секунды). Оптические компьютеры, которые будут полагаться на фотоны в качестве носителей информации, должны иметь в составе своих чипов оптические транзисторы, способные переключаться с гораздо большей скоростью для того, чтобы обеспечить большую скорость передачи и обработки информации. Для того, чтобы сделать оптические процессоры достойными внимания, их транзисторы, управляющие распространением лучей света, должны быть в состоянии переключаться минимум в пределах нескольких пикосекунд (1/1.000.000.000.000 секунды).

Во время своих исследований ученые из Санкт-Петербурга выяснили, что оптические свойства кремниевой наночастицы могут кардинально измениться при освещении ее ультракоротким импульсом лазерного света. Луч, состоящий из таких импульсов, служит для управления состоянием транзистора, обеспечивая возбуждение электронов кремния наночастицы, что становится причиной возникновения так называемой "плазмы" из электронных дырок, присутствие которой изменяет диэлектрическую проницаемость кремния на несколько пикосекунд. Это изменение, в свою очередь, приводит к резким изменениям оптических свойств кремния, что позволяет управлять направлением, в котором отражается падающий на наночастицу свет. В зависимости от характеристик управляющих импульсов света, падающий на наночастицу свет может быть даже отражен в противоположном нормальному направлении.

"Все исследования, которые проводились в этом направлении ранее, были сосредоточены на создании оптических транзисторов путем управления поглощающими свойствами используемых наночастиц, что являлось наиболее логичным путем. При высоком показателе поглощения свет не мог пройти сквозь материал наночастицы, однако, за счет некоторых оптических эффектов свет огибал непрозрачную наночастицу и двигался дальше, как ни в чем ни бывало. Из-за этого эффекта разработка таких методов не дала никаких значительных результатов" - рассказывает Сергей Макаров, исследователь из Отдела фотоники и метаматериалов ИТМО, - "Наш метод отличается тем, что мы используем управление не поглощающими свойствами наночастиц, а, скорее, диаграммой, направлением отражения ею света. Скажем, в нормальном состоянии наночастица отражает весь падающий свет обратно, но стоит нам осветить ее контролирующим импульсом, она начинает рассеивать свет в противоположном направлении".

Выбор кремния в качестве материала для оптического транзистора был далеко не случаен. Ведь оптические транзисторы, миллионы и миллиарды которых будут входить в состав фотонных процессоров, должны изготавливаться из недорогого материала, который по всем параметрам подходит для технологий массового производства. Кроме этого, такой материал должен быть способен изменять свои оптические свойства в течение пикосекунд и быстрее под воздействием импульса света, не сильно перегреваясь при этом.

"Время, которое требуется кремниевой наночастице для возврата из активного в обычное состояние (выключения оптического транзистора), составляет несколько пикосекунд. А время ее активации (включения) гораздо меньше, оно равно нескольким десяткам фемтосекунд (1/1.000.000.000.000.000 секунды). Эти значения были получены в ходе экспериментов с первыми опытными образцами оптических транзисторов на основе кремниевых наночастиц" - рассказывает Павел Белов, один из исследователей, - "А в ближайшем времени мы планируем провести новые эксперименты, в которых будет использоваться не только управляющий луч лазера, но и луч лазера, несущий информационный сигнал, которым будет управлять оптический транзистор"

отсюда

Мля, ну наверное это мега круто. Я хз. Но на всякий случай крестик поставлю. А то потом построют Скайнет какой нить на основе этой хрени, придёт он меня порабощать, а я ему - хуяк, видал я за вас. Плюсег нажал.

Эммитер,коллектор,база.
Сток,исток,затвор.
Это все,что я знаю про транзисторы.

Ну всё,щас заживём!))

Слово ''нано'' ругательное, прошу при мне его не употреблять))©.
А по существу, новость хорошая.

Да ты специалист!

Я ещё про динистор и симистор знаю!

Полевой, лесной, биполярный.

За сколько патент продавать собираются?

а как его паять то?

О такой "А мне монопенисуальны твои оценки. Пиздуй нажимай ногой на лопату и копай поглубже"

Кремний добывай для новых наночастиц... ))

Вплотную приблизились к характеристикам диодов Шоттки ) Посмотрим цену.

Теперь телефон с интернетом засунут в сетчатку и указательный палец!

не проканает!

Ну хоть что то....а вот мне интересны размеры данного транзистора....
Коэффициент усиления.....
А как же вакуумные транзисторы?.....были же разработки с далекоидущими планами....

В целом теория понятно...но опять страдает практика....
Если под эти элементы сразу завод строить....и главное орентироватся в первую очередь на сектор массового потребления....
Бытовуха....а не на погоны...то скорее всего можно и подняться...хотя я думаю не дадут...уж больно коррупции у нас многовато...каждый захочет кусочек скушать....

Опять западники скупят....обидно......

Полбюджета традиционно. Вроде бы они же лет так 8 тому создали "систему 3D голозаписи", призванную угробить запись на оптические диски на корню. От слова "сколково" прям таки тянет Невой, да простят меня нормальные питерчане

КТ нам тебя будет не хватать. А звучит то как по яповски - "катэ"

О, парни из науки подтянулись ))

Вот производители корячатся, ебаются и выёбываются, пытаясь увеличить быстродействие электронной херни... А тут приходит? весь из себя такой Билл Гейтс с очередной новой версией охуительной ОС Windows и всё.... пиздохен бахен :(

Это сообщение отредактировал major1955 - 11.09.2015 - 18:48

Не волнуйся, скайнет не построят.

Насколько я понимаю они пока экспериментируют, т.е. до внедрения еще очень далеко. Или я не прав?
И еще, допустим получился крутой ноу-хау транзистор, что дальше? Они просто заменят (например в процессоре) миллионы транзисторов своими транзисторами? Или это будет принципиально новая схема?

Это сообщение отредактировал Jobber - 11.09.2015 - 18:56

Как хорошо, что про про диоды и не вспомнили. Гора с плеч, да, Муся? айда на балкон.

А так - Своих мозгов через край - платите - пацаны все сделают.

n-p-n, p-n-p

И ещё, наверное, эти транзисторы будут менее чувствительны к электромагнитному импульсу при ядрёном взрыве!
Горжусь за наших учёных! Лишь бы с патентованием и внедрением в массовое производство проблем не возникло!

Это сообщение отредактировал Sobakent - 11.09.2015 - 19:11

Сколько ног у него будет?