Оптические системы считаются будущим и заменой применяемых в настоящее время полупроводниковых кремниевых систем. Их самым большим преимуществом является возможность отказаться от электрических сигналов, используемых транзисторами, в пользу оптических сигналов, что связано с огромной экономией энергии. Однако ученым все еще трудно определить материал, который был бы идеальной основой для таких систем и, следовательно, компьютеров будущего, хотя значительный прогресс в этой области достигнут группой, экспериментирующей с прозрачными проводящими оксидами.
Прекращение многолетней гегемонии кремния в мире логических схем требует материала, превосходящего его по всем параметрам.
Кремний ограничен в том, что касается продолжающегося поиска логики с более высокой производительностью. По крайней мере, это то, что мы слышим уже много лет, возможно, даже десятилетий, и чаще всего, когда у компании или коллектива ученых возникает идея его замены. Мы не можем обмануть физику, и атомный барьер раз и навсегда остановит погоню за уменьшением транзисторов в кремниевых матрицах в рамках гонки нанометров, поэтому кремний, имеющий свои ограничения, рано или поздно должен быть заменен.
Группа ученых из швейцарского Института Пауля Шеррера недавно определила потенциального преемника кремния и, следовательно, основу для оптических систем. Недавно они были описаны в публикации , в которой представлен новый взгляд на материалы для оптических систем. Эта публикация посвящена достижениям группы под руководством Милана Радовича в области прозрачных проводящих оксидов (Transparent Oxide - TO), которые могут открыть совершенно новые перспективы для современной технологии логических схем в виде оптоэлектроники. Речь идет об оксиде бария-олова (BaSnO ), материале, сочетающем оптическую прозрачность с высокой электропроводностью.
По сравнению с кремнием BaSnO обеспечивает революционные преимущества для оптоэлектроники. Этот оксид объясняется тем, что прозрачные проводящие оксиды перовскита позволяют создавать переключающие элементы с непосредственно связанными электрическими и оптическими свойствами. Это свойство открывает двери для разработки транзисторов, которые переключаются не электрическими сигналами, а гораздо более энергосберегающим светом. 3
Хотя возможности оксида бария-олова известны давно, только это последнее исследование дало ответ на вопрос, каковы именно его электронные свойства. Чтобы обнаружить их, ученые использовали фотоэмиссионную спектроскопию, которая дала им новое представление о «двумерном электронном состоянии» оксида, что потенциально открыло новые перспективы для материалов этого класса. По крайней мере, так думают ученые, и теперь они хотят выяснить, какие еще материалы обладают подобными свойствами и могут ли они быть потенциальными кандидатами для производства оптических микросхем будущего.
