Puolijohdemateriaalien tutkijat etsivät täydellistä materiaalia ja tapaa muokata sitä saadakseen siihen täsmälleen oikean elektronisen tai optisen aktiivisuuden eli kaistaeron, joka tarvitaan tietylle sovellukselle. Nyt amerikkalaistutkijat ovat löytäneet tällaisen menetelmän.
Kun elektroniikan rakenteet ovat kutistuneet lähes atomien tasolle, niitä ei voi enää saada paljon pienemmiksi. Tämän ongelman kiertämiseksi tutkijat etsivät keinoja hyödyntää nanomittakaavan atomiklusteriryhmien uniikkeja ominaisuuksia - joita kutsutaan kvanttipisteiden superhiloiksi. Niihin tukeutuen voisi rakentaa seuraavan sukupolven elektroniikkaa.
Kalifornian yliopiston Santa Barbaran yksikössä yhteistyötutkimus on saavuttanut merkittävää edistystä tarkkojen superhilamateriaalien suhteen. Työssä käytettiin keskitettyä elektronisädettä suurialaisen kvanttipisteisen superhilarakenteen valmistamiseksi. Siinä kaikilla kvanttipisteillä on tietty ennalta määrätty koko ja tarkka paikka kaksiulotteisen puolijohtavalla molybdeenidisulfidikalvolla (MoS2).
Elektronisäteen vuorovaikutus MoS2:n kanssa muuttaa tarkoitetut alueet puolijohtavasta metalliseksi. Näin muodostuneet kvanttipisteet voidaan sijoittaa alle neljän nanometrin etäisyydelle toisistaan siten, että niistä tulee keinotekoinen kide. Täten syntyy uudenlainen 2D-materiaali, jossa kaista-aukkoa voidaan määrittää kuin tilauksesta välillä 1,8-1,4 elektronivolttia (eV).
Tämä on ensimmäinen kerta, kun tiedemiehet ovat luoneet suurialaisen 2D-superhilan - nanomittakaavan atomiklusterit järjestyneessä ruudukossa - atomisesti ohueen materiaaliin, jolla kvanttipisteiden kokoa ja sijaintia hallitaan.
Prosessia voidaan soveltaa myös suoraan laajamittaiseen kvanttipistesuperhilan valmistamiseen. Kvanttipisteisiä superhiloja on tutkittu aiemminkin tässä tarkoituksessa mutta ne on tehty alhaalta ylöspäin -menetelmillä, joissa atomit yhdistyvät luonnollisesti ja spontaanisti makro-objektin muodostamiseksi. Näillä menetelmillä on kuitenkin vaikea saada hilarakenne halutunlaiseksi.
Tutkijoiden ylhäältä alas lähestymistapa voittaa satunnaisuuden ja sillä saa superhilan pisteet niin lähelle toisiaan, että elektronit ovat yhteen kytkeytyneitä. Tämä on tärkeä vaatimus kvanttilaskentaa kehitettäesä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 9.10.2017
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
