به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینسدلیل، پژوهشگران دانشگاه آریزونا به دستاوردی بیسابقه در حوزه فناوری نانو و الکترونیک نوری دست پیدا کردهاند، ساخت اولین فتوترانزیستور در جهان که در سرعت پتاحرتز (یک میلیون برابر سریعتر از تراشههای امروزی) عمل میکند و آن هم در شرایط محیطی معمول.
این دستاورد که نتایج آن در نشریه Nature Communications منتشر شده، گامی بنیادین در مسیر توسعه رایانههایی با پردازشهای فوقالعاده سریع بهشمار میرود ، پژوهشگران با استفاده از پالسهای نوری بسیار سریع در حد ۶۳۸ اتوثانیه (هر اتوثانیه برابر است با یک میلیارد میلیاردیم ثانیه) موفق شدند حرکت الکترونها در گرافن را در زمانی نزدیک به آنی (آنی) کنترل و ثبت کنند، این تحقیق بر پایه پدیدهای کوانتومی به نام تونلزنی (Tunneling) انجام شده است. تونلزنی حالتی است که در آن، ذرات میتوانند از موانع عبور کنند، حتی اگر از نظر کلاسیک اجازه عبور نداشته باشند.
محمد حسن، استاد فیزیک و علوم نوری دانشگاه آریزونا و یکی از اعضای اصلی این پژوهش میگوید «در حالی که نرمافزارهایی چون هوش مصنوعی با شتاب در حال پیشرفت هستند (سختافزارها هنوز با محدودیتهایی روبرو هستند)، این دستاورد میتواند راه را برای همترازی سختافزار با تحولات نرمافزاری باز کند.
پژوهش از بررسی رسانایی الکتریکی در نمونههای اصلاحشده گرافن آغاز شد، گرافن مادهای متشکل از یک لایه اتمهای کربن است که خواص الکترونیکی و نوری خارقالعادهای دارد. پژوهشگران با تابش لیزر بر سطح گرافن و مشاهده جریانهای متقارن و خنثیشونده، تلاش کردند الکترونهای تکی را در مسیر تونلزنی مشاهده و ردیابی کنند.
نتیجه این تلاشها به ساخت فتوترانزیستوری انجامید که با استفاده از لایهای خاص از سیلیکون و تابش لیزری فوقسریع، توانست عملکردی با سرعت پتاحرتز از خود نشان دهد، یکی از مهمترین نکات در این پروژه آن است که برخلاف بسیاری از دستاوردهای آزمایشگاهی که نیاز به شرایط ویژه دمایی یا خلأ دارند، این فتوترانزیستور در دمای محیط و شرایط معمولی کار میکند، این مسئله مسیر تجاریسازی و استفاده عمومی از این فناوری را بسیار هموارتر میکند؛ تیم پژوهشی هماکنون در حال همکاری با Tech Launch Arizona برای ثبت پتنت و توسعه این فناوری با استفاده از تجهیزات تجاری و لیزرهای رایج است.
نظر شما