Sveitsiläisen EPFL:n tutkijat kehittivät taannoin menetelmän eksitonivirtojen hallitsemiseksi huonelämpötilassa. Nyt he ovat löytäneet uusia ominaisuuksia näistä kvasipartikkeleista, jotka voivat johtaa energiatehokkaampiin elektronisiin rakenteisiin.
EPFL:n LANES-laboratorion (Laboratory of Nanoscale Electronics and Structuresin) tutkijoiden ryhmä on nyt löytänyt tavan hallita joitakin eksitonien ominaisuuksia ja muuttaa niiden tuottaman valon polarisaatiota. Tämä voi johtaa uuden sukupolven elektronisiin laitteisiin, joiden transistorit toimivat vähemmillä energiahäviöillä ja hukkalämmön tuotolla.
Eksitoneja syntyy, kun elektroni absorboi valoa ja siirtyy korkeammalle energiatasolle tai "energiakaistaan". Tämä virittynyt elektroni jättää lähtöpisteen energiakaistaan ”elektroniaukon”. Ja koska elektronilla on negatiivinen varaus ja aukolla positiivinen, nämä kaksi sitoutuvat yhteen sähköstaattisella Coulomb-voimalla. Tätä aukon ja elektronin paria kutsutaan eksitoniksi.
Eksitoneja esiintyy vain puolijohtavissa ja eristävissä materiaaleissa. Niiden erikoisominaisuuksia voidaan helposti käyttää atomien ohuissa 2D-materiaaleissa. Kun tällaisia 2D-materiaaleja yhdistetään, niille syntyy usein kvanttiominaisuuksia, joita kummallakaan materiaalilla ei itsessään ole.
EPFL:n tieteilijät yhdistivät näin volframidiselediä (WSe2) molybdeenidiselenidin (MoSe2) kanssa uusien ominaisuuksien esiin tuomiseksi. Käyttämällä laseria, joka tuottaa valonsäteitä pyörivällä polarisoinnilla ja hieman siirtämällä kahta 2D-materiaalin asentoja moiré-mallin luomiseksi, he pystyivät käyttämään eksitoneja muuttamaan ja säätämään valon polarisoitumista, aallonpituutta ja intensiteettiä.
Tutkijat saavuttivat tämän manipuloimalla yhtä eksitonien ominaisuutta: niiden "laaksoa", joka liittyy elektronin ja aukon äärimmäisiin energialähteisiin. Näitä laaksoja, joista nimi valleytronics tulee, voidaan hyödyntää koodaamaan ja käsittelemään informaatiota nanomittojen tasolla.
- Useiden piirirakenteiden yhdistäminen, jotka hyödyntävät tätä tekniikkaa, antaisi meille uuden tavan käsitellä dataa. Muuttamalla valon polarisointia tietyssä rakenteessa voimme sitten valita tietyn laakson toisessa siihen liitetyssä piirissä. Se on samanlainen kuin vaihtaminen 0:sta 1:een tai 1:stä 0:een, mikä on tietojenkäsittelyssä käytetty perusarvo, sanoo LANESin johtaja Andras Kis.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 10.1.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
