+11 голос |
Научный прорыв, осуществленный сотрудниками Национального Университета Сингапура, агентства A*STAR (Agency for Science, Technology and Research), Института Высокопроизводительных Вычислений и Института Материаловедения и Технологий, по их заявлению, способен революционизировать быстродействующую электронику, оптоэлектронику и нелинейную оптику.
Сконструированные и успешно изготовленные ими электрические схемы могут работать на частоте в сотню терагерц, то есть в десять тысяч раз быстрее наиболее совершенных сегодняшних микропроцессоров.
Достичь этого удалось благодаря физическому процессу, получившему название квантовое плазмонное туннелирование.
Ученые давно знали, что свет может вступать во взаимодействие с определенными металлами и принимать вид плазмонов — коллективных, сверхбыстрых колебаний электронов, которые поддаются манипулированию на наноуровне. Было теоретически предсказано, что квантовые плазмонные режимы возникают на расстояниях, сравнимых с размером атома. Но самые передовые современные технологии в лучшем случае достигают масштабов на пять нанометров больше, поэтому изучение таких эффектов в основном откладывалось на будущее.
В своей работе, получившей освещение на страницах журнала Science, сингапурский коллектив исследователей продемонстрировал, что квантовая плазмоника работает и в масштабах, пригодных для практического применения. Был построен элемент молекулярной электронной цепи, использующий два плазмонных резонатора. Эти структуры, превращающие свет в плазмоны, соединялись между собой слоем толщиной в точности в одну молекулу. В этом слое происходило квантовое плазмонное туннелирование, что и позволяло цепи функционировать на терагерцевых частотах.
Измерения, выполнявшиеся с применением усовершенствованных методов электронной микроскопии, подтвердили возникновение в системе квантового плазмонного режима и показали, что скоростью процесса можно управлять, варьируя молекулярные свойства устройств. Численное моделирование показало, что контроль квантовых плазмонных свойств в молекулярной электронике возможен на частотах на четыре порядка выше, чем у современных процессоров.
Вопросами интеграции таких устройств в реальные электронные схемы команда сингапурских специалистов займется на следующих этапах реализации проекта.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
+11 голос |