Illinoisin yliopiston tutkijat ovat esitelleet päivityksen transistorilaserista, jota voitaisiin käyttää vauhdittamaan tietokoneen prosessorin nopeutta. Insinöörit haluaisivat kehittää tietokoneen, joka käyttää informaation välittämiseen sähkön lisäksi myös valoa, koska se kulkee nopeammin kuin sähkö.
Kehitetty optis-sähköinen kytkin toimii peruskomponenttina kehitettäessä optista logiikkaa – kieltä, jota tarvitaan tulevaisuuden optisten tietokoneprosessoreiden kommunikoinnissa, toteaa tutkimuksen vetäjä professori Milton Feng.
- Sähköisesti ja optisesti bistabiilisti toimiva transistori kasvattaa merkittävästi tiedonkäsittelyn nopeuksia, koska laitteet voivat kommunikoida ilman häiriötä, joita esiintyy, kun rajoitutaan vain elektroneja käyttäviin transistoreihin, toteaa Feng.
Uusimmassa tutkimuksessa esitetään, kuinka optiset ja sähköiset bistabiilit lähdöt on saatu aikaan yksittäisestä transistorista. Toteutuksessa hyödynnetään sekä sähköisiä että optisia hystereesejä, rengasonteloa, fotonin avulla tapahtuvaa tunnelointia kollektorilla ja elektroniaukkojen rekombinaatiota kannan kvanttikaivossa.
Feng toteaa, että ilmeinen ratkaisu avaamaan pullonkaula, joka muodostuu big datan tiedonsiirrosta – eliminoida transistorin sähköinen datansiirto ja käyttää täysin optista - on epätodennäköistä. - Elektroniikkaa ei voi poistaa kokonaan, koska virtakytkentää tarvitaan muuntamaan sähkö valoksi, Feng sanoo.
- Se on ongelma täysoptisissa tietokoneissa, konsepti josta jotkut ihmiset puhuvat. Se vain ei ole mahdollista, koska ei ole olemassa sellaista asiaa kuin täysoptinen järjestelmä.
Milton Feng ja Nick Holonyak havaitsivat vuonna 2004, että valoa jota aiemmin pidettiin transistorielektroniikan sivutuotteena, voitaisiin hyödyntää optisena signaalina. Tämän löydöksen avulla oli mahdollista kehittää transistorilaser, joka käyttää valoa ja elektroneja siirtämään signaalia.
Nyt kehitetty kahden vakaan energiatilan transistori voi mahdollistaa uusia laitteita ja sovelluksia, jollaiset evät ole mahdollista perinteisillä transistoritekniikoilla.
- Tämä on yksi laite, joka tarjoaa kaksi vakaata tilaa sekä sähköisille että optisille toiminnoille yhdessä ja samassa kytkimessä, Feng sanoi. Tekniikka toimii -50 asteessa. Seuraava askel onkin osoittaa, että laite voi toimia huoneen lämpötilassa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 12.5.2017
