Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Transistorer som kan bytte mellom to stabile energitilstander

Anonim

Ingeniører avslører en oppgradering til transistorlaseren som kan brukes til å øke hastigheten på prosessorprosessoren - dannelsen av to stabile energitilstander og muligheten til å bytte mellom dem raskt.

annonse


Moderne datamaskiner er begrenset av en forsinkelse dannet som elektroner beveger seg gjennom de små ledningene og bryterene på en datamaskinbrikke. For å overvinne denne elektroniske tilbakekallingen vil ingeniører utvikle en datamaskin som overfører informasjon ved hjelp av lys, i tillegg til elektrisitet, fordi lyset går raskere enn strøm.

Å ha to stabile energitilstander, eller bistabilitet, innenfor en transistor, gjør at enheten kan danne en optisk elektrisk bryter. Denne bryteren vil fungere som den primære byggestenen for utvikling av optisk logikk - språket som er nødvendig for fremtidige optiske dataprosessorer å kommunisere, sier Milton Feng, Nick Holonyak Jr. Emeritus Chair i elektrisk og datateknikk, og teamet ledet i en nylig studie .

"Å bygge en transistor med elektrisk og optisk bistabilitet i en datamaskinbrikke vil øke behandlingshastighetene betydelig, " sier Feng, "fordi enhetene kan kommunisere uten forstyrrelser som oppstår når det er begrenset til elektron-bare transistorer."

I den siste studien beskriver forskerne hvordan optiske og elektriske bistabile utganger er konstruert fra en enkelt transistor. Tilsetningen av et optisk element skaper en tilbakemeldingsløype ved hjelp av en prosess som kalles elektron tunneling som styrer overføring av lys. Laget publiserte sine resultater i Journal of Applied Physics .

Feng sa den åpenbare løsningen for å løse flaskehalsen som ble dannet ved stor dataoverføring - eliminering av transistorens elektroniske dataoverføring og bruk av alle optikk - det er usannsynlig å skje.

"Du kan ikke fjerne elektronikk helt fordi du må plugge inn en strøm og konvertere den til lys, " sa Feng. "Det er problemet med det all-optiske datakonseptet noen snakker om. Det er bare ikke mulig fordi det ikke er noe slikt som et all-optisk system."

Feng og Holonyak, Bardeen Emeritus Chair i elektroteknikk og datateknikk og fysikk, oppdaget i 2004 at lys - som tidligere ble ansett å være et biprodukt av transistorelektronikk - kunne utnyttes som et optisk signal. Dette banet vei for utviklingen av transistorlaseren, som bruker lys og elektroner til å sende et signal.

Den nye transistoren kunne aktivere nye enheter og applikasjoner som ikke har vært mulige med tradisjonell transistor teknologi.

"Dette er en enkelt enhet som gir bistabilitet for både elektriske og optiske funksjoner med en bryter, " sa Feng. "Det er helt nytt, og vi jobber hardt for å finne flere nye applikasjoner for enheten."

Feng og hans team har vist elektro-optisk bistabilitet ved -50 grader Celsius. Det neste trinnet vil være å bevise at enheten kan fungere ved romtemperatur. Feng sa at de nylig oppnådde denne milepælen, og detaljene vil bli publisert i en kommende rapport.

"Enhver elektronisk enhet er praktisk talt ubrukelig dersom den ikke kan fungere ved romtemperatur, " sa Feng. "Ingen ønsker å bære en enhet i kjøleskap for å hindre at det blir for varmt!"

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Illinois i Urbana-Champaign . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. M. Feng, Junyi Qiu, CY Wang, N. Holonyak. Intra-hulromfotonassistent tunneling kollektorbasert spenningsmediert spontanstimulert rekombinasjonstransistorlaser med elektronhull . Journal of Applied Physics, 2016; 119 (8): 084502 DOI: 10, 1063 / 1, 4942222