Созданы наноэлектронные схемы, работающие в 10 тысяч раз быстрее схем современных микропроцессоров

Квантовый плазмонный резонатор


Исследователи из Национального университета Сингапура (National University of Singapore) и Агентства по науке, технологиям и исследованиям (Agency for Science, Technology and Research, A*STAR) разработали и изготовили образцы наноэлектронных схем, способных работать на частотах до 245 терагерц, другими словами, в десятки тысяч раз быстрее, чем работают электронные схемы современных процессоров. Эти новые схемы могут быть использованы для создания новых сверхскоростных компьютерных процессоров, в качестве высокочувствительных нанодатчиков на основе единственных молекул или для оснащения наноэлектронных устройств рядом новых возможностей.

В новых наноэлектронных схемах используется процесс, называемый квантовым плазмонным туннелированием. Он заключается в реализации эффекта управляемого квантового туннелирования между двумя плазмонами, полями из колеблющихся свободных электронов, которые возникают при определенных условиях на поверхности некоторых металлов. Управление так называемыми квантово-плазмонными резонаторами, которые являются основой новых схем, осуществляется при помощи света лазера или другого внешнего источника. Сам резонатор, как видно из приведенного рисунка, состоит из двух металлических электродов, на поверхности которых формируются плазмоны, между которыми оставлен промежуток, толщиной от 0.4 до 1.3 нанометров, заполненный монослоем из молекул вещества определенного типа.

Вся "соль" данного открытия заключается именно в наполнении промежутка молекулами определенного вещества. Величина этих молекул и некоторые другие их свойства определяют ширину так называемого барьера туннелирования, аналога запрещенной зоны у полупроводников. Используя наполнение промежутка молекулами различных типов можно добиться изменения частоты резонатора в пределах от 140 до 245 терагерц, что и определяет быстродействие устройства в целом.

На основе таких квантово-плазмонных резонаторов можно создать устройства, являющиеся полными аналогами полупроводниковых транзисторов из которых состоят схемы всех современных компьютерных чипов. И сейчас исследователи продолжают свою работу в направлении интеграции резонаторов в реальные схемы, способные выполнять базовые логические функции. И после создания таких схем уже можно будет начинать работы по созданию первых вычислительных устройств или их компонентов на основе новых наноэлектронных схем.

Единственным минусом созданных наноэлектронных схем и любого другого вида наноэлектроники в настоящее время является то, что существующие методы промышленного производства полупроводниковых приборов только начинают подбираться к отметке 5 нанометров, и с их помощью просто не получится изготавливать столь малые наноэлементы с требующейся для этого точностью. Поэтому, до появления нового класса наноэлектронных устройств нам придется еще обождать какое-то, надеемся, что не очень продолжительное, время.




Ключевые слова:
Схема, Частота, Наноэлектроника, Плазмон, Резонатор, Квантовое, Туннелирование, Транзистор, Молекула

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданы первые карбид-кремниевые интегральные чипы, способные работать при ...
  • Специалисты IBM изготовили гибкие наносхемы, толщина которых в 10 тысяч раз ...
  • Ученые разработали технологию размещения наноэлектроники на поверхности люб ...
  • Электронные схемы из углеродных нанотрубок – прямой путь к созданию более б ...
  • Плазмоника – новый принцип для построения молекулярных компьютеров.




  • 21 апреля 2014 15:24
    #1 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    Выглядит вполне реалистично. Хотелось бы дожить до практической реализации wink
        
    22 апреля 2014 00:51
    #2 Написал: Sine

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Полагаю, если вы не собираетесь умирать в ближайшее время, то успеете не только увидеть реализацию, но и пощупать её. :)

    Как бы то ни было, для научных задач это просто подарок. Те же уравнения Навье-Стокса, например, можно будет решать куда быстрее и без ухищрений, чреватых потерей точности.
        
    22 апреля 2014 20:31
    #3 Написал: NikSrat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 210
    Ну вот и грядет эра нового железа. Каких нибудь 5-10 лет и выйдет на рынок...
        
    6 мая 2014 16:32
    #4 Написал: Moskit

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Младший сказал - "Танки лагать не будут наконец-то" :-D
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.