Overgangsmetal -dichalcogenider kan øge computerhastigheden, hukommelse

Transition metal dichalcogenides (TMDC'er) besidder optiske egenskaber, der kunne bruges til at få computere til at køre en million gange hurtigere og gemme oplysninger en million gange mere energieffektivt, ifølge en undersøgelse ledet af Georgia State University.

Computere opererer på tidsskalaen for en brøkdel af et nanosekund, men forskerne foreslår at konstruere computere på grundlag af TMDC'er, atom tynde halvledere, kunne få dem til at køre på femtosekunders tidsskala, en million gange hurtigere. Dette ville også øge computerens hukommelseshastighed med en million gange.

"Der er ikke noget hurtigere, undtagen lys, "sagde Dr. Mark Stockman, hovedforfatter af undersøgelsen og direktør for Center for Nano-Optik og en regentprofessor i Institut for Fysik og Astronomi i Georgia State. "Den eneste måde at bygge meget hurtigere computere på er at bruge optik, ikke elektronik. Elektronik, som bruges af nuværende computere, kan ikke gå hurtigere, derfor har ingeniører øget antallet af processorer. Vi foreslår TMDC'erne at gøre computere en million gange mere effektive. Dette er en grundlæggende anderledes tilgang til informationsteknologi. "

Forskerne foreslår en teori om, at TMDC'er har potentiale til at behandle information inden for et par femtosekunder. Et femtosekund er en milliontedel af en milliarddel af et sekund. En TMDC har en sekskantet gitterstruktur, der består af et lag af overgangsmetalatomer klemt mellem to lag chalcogenatomer. Denne sekskantede struktur hjælper computerens processorhastighed og muliggør også mere effektiv opbevaring af oplysninger. Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgang B .

TMDC'erne har en række positive egenskaber, herunder at være stabil, giftfri, tynd, let og mekanisk stærk. Eksempler omfatter molybdendisulfid (MOS ₂ ) og wolframdiselenid (WSe ₂₎ . TMDC'er er en del af en stor familie kaldet 2-D materialer, som er opkaldt efter deres ekstraordinære tyndhed af et eller et par atomer. I dette studie, forskerne etablerede også de optiske egenskaber ved TMDC'erne, som giver dem mulighed for at være ultrahurtige.

I den sekskantede gitterstruktur af TMDC'er, elektroner roterer i cirkler i forskellige tilstande, med nogle elektroner, der drejer til venstre og andre drejer til højre afhængigt af deres position på sekskanten. Denne bevægelse forårsager en ny effekt, der kaldes topologisk resonans. En sådan effekt giver en mulighed for at læse, skrive eller behandle lidt information på kun få femtosekunder.

Der er mange eksempler på TMDC'er, så i fremtiden, forskerne vil gerne bestemme den bedste til at bruge til computerteknologi.