Инженерам удалось создать первый в мире полностью оптический транзистор с частотой переключения несколько терагерц, который способен работать при комнатной температуре.
Информационные технологии стремительно развиваются и требуют более мощного вычислительного оборудования, но существующая компьютерная архитектура устанавливает определенные ограничения. Поэтому ученые исследуют потенциал квантовых технологий и компонентов, которые управляют данными только с помощью света и могут повысить скорость переключения и логических операций.
Группа инженеров из лаборатории IBM в Цюрихе, Сколковского института науки и технологий и Саутгемптонского университета разработала уникальный оптический транзистор из органического полупроводникового полимера. Длина устройства составляет всего несколько микрометров, но оно способно усиливать оптический сигнал в 6500 раз и обеспечивает возможность каскадирования, что является необходимым условием при использовании транзистора для логических элементов.
В природе световые луч обычно не взаимодействуют друг с другом, поэтому в новом транзисторе в качестве посредника использовали квазичастицы, известные как экситон-поляритоны. Они возникают в органическом полупроводнике MeLPPP толщиной 35 нанометров, размещенном между двумя высокоотражающими зеркалами, для формирования оптического резонатора с помощью лазера.
На фото показан круглый стеклянный чип, который содержит оптический микрорезонатор для органического поляритонного транзистора.
В ходе испытаний время отклика для переключения между двумя логическими состояниями транзистора составляло примерно 500 фемтосекунд, что обеспечивает частоту в несколько терагерц, не требуя при этом криогенного охлаждения для работы. В органическом устройстве также нет особых требований к углу наклона нагнетающего лазера, что делает его гибким в геометрии настройки и позволяет совмещать с оптоволоконным оборудованием или создавать интегрированные плоские схемы с ним.
Исследователи отмечают, что при усовершенствовании, для работы таких транзисторов будет необходимо всего несколько фотонов, что радикально снизит требуемую энергию переключения до аттоджоульного уровня.
Ранее мы также сообщали о новой технологии обработки алмазов, которая позволит создавать мощные чипы для квантовых компьютеров.