Материалы портала «Научная Россия»

Транзистор на основе одной наночастицы

Транзистор на основе одной наночастицы
Оптический аналог полупроводникового транзистора на основе одной кремниевой наночастицы создали российские ученые.

Команда ученых из Университета ИТМО, Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Академического университета в Санкт-Петербурге разработала прототип оптического транзистора, созданного всего из одной кремниевой наночастицы. Разработка станет очередным шагом к созданию оптических компьютеров. Статья российских ученых опубликована в журнале Nano Letters.

Ученые научились менять свойства кремниевых наночастиц посредством облучения их интенсивными сверхкороткими лазерными импульсами. Под воздействием излучения внутри частицы формируется плотная и быстро релаксирующая электронно-дырочная плазма, что меняет диэлектрическую проницаемость кремния на несколько пикосекунд. Это изменение приводит к возможности управлять направленностью падающего света, рассеянного частицей. Таким образом, в зависимости от мощности управляющего лазерного импульса наночастица может перестать рассевать свет назад и начать рассеивать его вперед.

В сравнении с транзисторами в современных компьютерах, где время переключения транзистора составляет 0,1-1 наносекунд, такой миниатюрный оптический транзистор будет успевать управлять прохождением полезного светового сигнала за счет внешнего управляющего сигнала в пределах нескольких пикосекунд , что на три порядка быстрее.

«Время переключения между режимами работы нашей наночастицы составляет всего несколько пикосекунд, а приводим в рабочий режим мы ее за десятки фемтосекунд. Сейчас у нас на руках уже есть предварительные экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что частица сможет успешно играть роль оптического транзистора. Теперь в наших планах провести эксперименты, где наряду с управляющим лазерным лучом будет и полезный сигнальный луч», — рассказал один из авторов статьи, заведующий лабораторией нанофотоники и метаматериалов ИТМО Павел Белов.

Недавно портал Научная Россия писал о другом элементе будущего оптического компьютера, также разработанном с участием российских ученых — диэлектрическом шарике для передачи информации.

кремниевые наночастицы оптический компьютер оптический транзистор

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий