Optoelektrické logické hradlo pracuje na frekvencii jeden milión gigahertzov

Vo svojej práci výskumníci z univerzít Rochester a Friedrich-Alexander v Erlangene-Norimbergu

použili synchronizované laserové impulzy, ktoré generujú výbuch skutočných a virtuálnych nosičov náboja v graféne.

V experimente vedcov vstupné signály logickéhobrány predstavujú tvar alebo fázu dvoch synchronizovaných laserových impulzov, z ktorých každý je vybraný len na generovanie výbuchu skutočných alebo virtuálnych nosičov náboja. V závislosti od použitých fáz lasera sa tieto dva prúdové príspevky môžu sčítať alebo zrušiť. Čisto elektrickému signálu možno priradiť logickú informáciu 0 alebo 1, výsledkom čoho je ultrarýchly logický prvok.

Čo je na tomto logickom bráne úžasné, je tospočíva v tom, že operácie sa nevykonávajú v gigahertzoch ako na bežných počítačoch, ale v petahertzoch, ktoré sú miliónkrát rýchlejšie. Je to spôsobené tým, že sa používajú veľmi krátke laserové impulzy, ktoré sa vyskytujú za jednu milióntinu miliardtiny sekundy.

Ignacio Franco, spoluautor štúdie na University of Rochester

Výskumníci vysvetľujú, že laserové impulzydokáže vyrábať elektrinu oveľa rýchlejšie ako ktorákoľvek tradičná metóda, a to bez aplikovaného napätia. Napríklad pri osvetľovaní drobných drôtikov na báze grafénu spájajúcich dva zlaté kovy ultrakrátky laserový impulz poháňa alebo „excituje“ elektróny a nasmeruje ich v určitom smere, čím sa generuje čistý elektrický prúd.

Vedci to zistili v zlúčenináchzlato-grafén-zlato môže generovať dva druhy nabitých častíc: „skutočné“ a „virtuálne“. Autori práce sa odvolávajú na prvý typ elektrónov, ktoré zostávajú v usmernenom pohybe aj po vypnutí laserového impulzu, a na druhý typ také, ktoré sa pohybujú len pri osvetlení.

Výskumníci sa naučili ovládať generované toky skutočných a virtuálnych častíc zmenou tvaru laserového impulzu. Práve táto technológia umožnila vytvorenie logického modulu.

„Pravdepodobne to bude ešte veľmi dlhonež táto technika môže byť použitá v počítačovom čipe, ale teraz už aspoň vieme, že elektronika svetelných vĺn je prakticky možná, “hovorí Tobias Bulaki, spoluautor štúdie z Friedrich-Alexander University.

Čítaj viac

Pozrite sa na „tichý“ dron s novou generáciou iónového pohonu

Starovekí trilobití samci pripútali samice počas párenia

Rusko a USA majú lietadlá Doomsday: ako a kam budú lietať v prípade konca sveta