Ein neuer lichtbasierter Transistor völlig verändern könnte, wie Chips arbeiten

Transistoren sind überall – in Ihrem Computer, Auto, Telefon und Kühlschrank – aber sie sind nicht schnell genug schrumpfen, um unseren Hunger nach immer schnelleren Geräten zu erfüllen. Eine neue Art von Licht-basierten Transistor kann nur korrigiert werden.

Auf die einfachste einen Transistor – oder Feldeffekt-Transistors, die mikroskopisch kleinen Gerät gefunden in Ihre Elektronik seinen Eigennamen zu geben – ist nur ein kleinere Schalter. Es verfügt über drei Terminals: eine Quelle, einen Abfluss und ein Tor. Durch Variation der Spannung (oder Bereich) an der Pforte, ist es möglich, den Strom zu steuern, der von der Quelle in den Abfluss fließt. Einfach. Weit genug zusammen, und Sie können komplexe Schaltungen, logische Operationen durchzuführen erstellen – wie einen Computerchip.

Aber wir machen diese Transistoren kleiner ist hart. Sie messen bereits nur Nanometer groß, gemacht aus ultradünnen Schichten aus Silizium, die gestreut wird – der Fachbegriff ist dotiert – mit anderen Atomen sie ihre Schaltungen Fähigkeiten verleihen. Aber wie sie kleiner gemacht, es ist schwieriger um zu steuern, wie die Atome hinzugefügt werden, und eine unberechenbare Schalter führen. Das ist schlecht, wenn Sie etwas zuverlässig arbeiten wollen.

Jetzt hat jedoch wie Technology Review berichtet, ein Team von Forschern an der University of North Carolina in Charlotte entwickelt eine neue Art des Transistors, die die fließender Strom mit Licht steuert. Betrachten Sie es als intelligente mikroskopische Draht: Wenn es beleuchtet ist es Elektronen fließen, wenn es dunkle nichts durchläuft, ermöglicht. Während das allein nicht allzu nützlich auch klingen mag, weist das Team darauf hin, dass die Geräte kleiner als Feldeffekt-Transistoren vorgenommen werden können, weil sie nicht benötigen, doping in der gleichen Weise. Wiederum, die mehr in den gleichen Raum gequetscht werden können sollte, so dass Geschwindigkeiten zur Erhöhung einer eine Möglichkeit, die unseren Durst befriedigt.

Eine schematische Darstellung eines Feldeffekt-Transistors auf der linken Seite und der neuen Licht-basierten Transistor auf der rechten Seite.

Die Wissenschaft hinter der Transistor selbst ist ziemlich einfach. Materialien sind dafür bekannt, Unterätzung werden – das heißt, mehr oder weniger leitend abhängig von ihrer Beleuchtung – für eine Weile jetzt. Was das Team gemacht hat, ist ein Gerät zu erstellen, die eine Band eines solchen Materials verwendet – in diesem Fall Cadmium und Selen – das ist nur ein paar Atome dick. In Tests wo die Beleuchtung mit Laserstrahlen gesteuert wurde, hat das Team festgestellt, dass sie rund eine Million mal mehr Strom wenn auf Verhalten, als Option deaktiviert ist, die im großen und ganzen vergleichbar mit normalen Transistoren ist. Die Forschung ist auf ArXiv veröffentlicht.

Das klingt alles zu gut um wahr zu sein – und jetzt es ist, denn es gibt einige großen Hürden zu überwinden, bevor lichtbasierten Transistoren im Zorn verwendet werden können. Gibt es seit Jahrzehnten Ingenieursarbeit angewendet für den Aufbau großer Netze von konventionellen Transistoren und die elektronischen Netze erforderlich, um sie zu wechseln. Swapping auf Licht basierende Steuerung ist relativ unerforscht, mit allerlei Fragen: wie versenden Sie Licht zu jeder Transistor? Verwenden wieviel Energie wird? Wie schnell können die Schalter ein- und Ausschalten schnippte sein?

Es ist möglicherweise nicht viele Antworten schon jetzt, aber wir sicher freuen über sie in der Zukunft.

[Arxiv über Technology Review]

Top-Bild von Filipchuk Oleg/Shutterstock. Mittleres Bild von University of North Carolina in Charlotte.