(снимка: Northeastern University)
Учени разработват нови квантови материали с обещаващи свойства, които могат доведат до пробив в микроелектрониката. Пътят към това се крие в овладяването на фотоните, най-бързите частици в нашата Вселена.
Ново изследване демонстрира възможността за използване на светлина за контрол на състоянието на електронната проводимост на един обещаващ материал. Това откритие има потенциално много приложения, включително за създаване на невероятно бързи процесори за смартфони и компютри.
Изследването, ръководено от група американски учени, е публикувано в научното издание Nature Physics. Учените са използвали като основа двуизмерен материал 1T-TaS₂ от семейството на преходните метални дихалкогениди (TMDC), състоящ се от тантал (Ta) и сяра (S). По-рано това съединение показа способност да променя електронната си проводимост от проводник в изолатор под въздействието на светлина.
Днес такива елементи за превключване (транзистори) от отворено в затворено състояние и обратно се състоят от няколко материала, което прави процеса на превключване на транзистора условно многоетапен и относително бавен.
Контролирането на транзистор, състоящ се само от един елемент, с помощта на фотони е върховната мечта и очевидно нищо на света не може да бъде по-бързо от това. Но има проблем – материалът 1T-TaS₂ демонстрира своите интересни квантови свойства само за няколко секунди и само при криогенно охлаждане.
Сега научен екип, ръководен от изследователи от Североизточния университет, се е заел буквално да „закали” материала и да му позволи да прояви ефекта на промяна на електронната проводимост при по-високи температури.
В серия от експерименти учените демонстрират, че с регулиране на температурата на материала по даден начин е възможно да се запазят квантовите му свойства без разрушаване при температури „с практическа стойност”. Материалът също така остава стабилен за месеци, а не за секунди.
Откритието няма да доведе до появата на най-бързите процесори още утре или след година. Но това изследване ще доближи момента на появата на ново поколение електроника, когато класическите полупроводници напълно ще отпаднат като технология за най-производителните приложения.
