Forskere udvikler transistorer, der kan skifte mellem to stabile energitilstande

Ingeniører afslører en opgradering til transistorlaseren, der kan bruges til at øge computerprocessorhastighederne - dannelsen af ​​to stabile energitilstande og muligheden for hurtigt at skifte mellem dem.

Moderne computere er begrænset af en forsinkelse, der dannes, når elektroner bevæger sig gennem de små ledninger og tænder en computerchip. For at overvinde denne elektroniske efterslæb, ingeniører vil gerne udvikle en computer, der overfører information ved hjælp af lys, ud over elektricitet, fordi lyset bevæger sig hurtigere end elektricitet.

Har to stabile energitilstande, eller bistabilitet, i en transistor tillader enheden at danne en optisk-elektrisk switch. Denne switch fungerer som den primære byggesten til udvikling af optisk logik - det sprog, der er nødvendigt for fremtidige optiske computerprocessorer til at kommunikere, sagde Milton Feng, Nick Holonyak Jr. Emeritus -stol i elektroteknik og computerteknik, og teamet ledede i en nylig undersøgelse.

"At bygge en transistor med elektrisk og optisk bistabilitet ind i en computerchip vil øge behandlingshastighederne betydeligt, "Sagde Feng, "fordi enhederne kan kommunikere uden forstyrrelser, der opstår, når de begrænses til elektroner, der kun er transistorer."

I den seneste undersøgelse, forskerne beskriver, hvordan optiske og elektriske bistabile output er konstrueret af en enkelt transistor. Tilføjelsen af ​​et optisk element skaber en feedback -loop ved hjælp af en proces kaldet elektrontunneling, der styrer lysets transmission. Teamet offentliggjorde sine resultater i Journal of Applied Physics .

Feng sagde, at den oplagte løsning til at løse flaskehalsen ved store dataoverførsler - eliminere transistorens elektroniske datatransmission og bruge al optik - usandsynligt vil ske.

"Du kan ikke fjerne elektronik helt, fordi du skal tilslutte en strøm og konvertere den til lys, "Feng sagde." Det er problemet med det helt optiske computerkoncept, nogle mennesker taler om. Det er bare ikke muligt, fordi der ikke er noget, der hedder et altoptisk system. "

Feng og Holonyak, Bardeen Emeritus -stol i elektrisk og computerteknik og fysik, i 2004 opdagede, at lys - tidligere betragtet som et biprodukt af transistorelektronik - kunne udnyttes som et optisk signal. Dette banede vejen for udviklingen af ​​transistorlaseren, som bruger lys og elektroner til at transmittere et signal.

Den nye transistor kunne muliggøre nye enheder og applikationer, der ikke har været mulige med traditionel transistorteknologi.

"Dette er en enkelt enhed, der giver bistabilitet til både elektriske og optiske funktioner med en switch, "Sagde Feng." Det er helt nyt, og vi arbejder hårdt på at finde flere nye applikationer til enheden. "

Feng og hans team har demonstreret elektro -optisk bistabilitet ved -50 grader Celsius. Det næste trin vil være at bevise, at enheden kan arbejde ved stuetemperatur. Feng sagde, at de for nylig nåede denne milepæl, og detaljerne vil blive offentliggjort i en kommende rapport.

"Enhver elektronisk enhed er praktisk talt ubrugelig, hvis den ikke kan fungere ved stuetemperatur, "Feng sagde." Ingen ønsker at bære en enhed i et køleskab for at den ikke bliver for varm! "