Transistorer er overalt—på datamaskinen, bil, telefon og kjøleskap, men de er ikke krymper fort nok til å tilfredsstille vår hunger etter stadig raskere enheter. En ny type lys-basert transistor kan bare fikse det.
På sitt enkleste, en transistor—eller felt-effekt transistor, for å gi mikroskopiske enheter finnes i alle elektronikk sitt rette navn—er bare en liten bryter. Den har tre terminaler: en kilde, en renne, og en gate. Ved å variere spenningen (eller felt, som du kanskje har gjettet) ved porten, det er mulig å kontrollere den gjeldende som strømmer fra source til drain. Enkel. Kaste nok sammen, og du kan lage komplekse kretser for å utføre logiske operasjoner—som en databrikke.
Men å gjøre disse mindre transistorer er tøff. De som allerede er tiltak bare nanometer i størrelse, laget av ultra-tynne lag av silisium som er spredt—det tekniske uttrykket er dopet—med andre atomer for å fylle dem med sitt bytte evner. Men som de er gjort mindre, er det vanskeligere å kontrollere hvordan atomer er lagt til, og som kan resultere i en uforutsigbar bytte. Som er dårlig når du vil ha noe å jobbe på en pålitelig måte.
Nå skjønt, så Technology Review rapporter, et team av forskere fra University of North Carolina i Charlotte har utviklet en ny type transistor som styrer strømmen som flyter gjennom den ikke bruker en brukt spenning, men med lys i stedet. Tenk på det som en smart mikroskopiske wire: Når det er opplyst at det gjør at elektroner til å flyte når det er mørkt ingenting går gjennom. Mens det alene kan ikke høres altfor nyttig, teamet påpeker at enheter kan gjøres mindre enn felt-effekt transistorer, fordi de ikke krever doping på samme måte. I sin tur, som skal gjøre det mulig for flere å bli presset inn i samme område, slik at fart for å øke i en en måte som tilfredsstiller vår tørst.
En illustrasjon av et felt-effekt transistor på venstre, og den nye lys-basert transistor på høyre side.
Sponset
Vitenskapen bak transistor i seg selv er ganske enkel. Materialer har vært kjent for å være lysfølsomme—det er en atferd som mer eller mindre strøm avhengig av deres belysning— for en stund nå. Hva laget har gjort er å skape en enhet som bruker et bånd av slikt materiale—i dette tilfellet kadmium og selen—det er bare et par av atomer tykk. I tester der belysningen ble kontrollert ved hjelp av laserstråler, team har funnet at de driver rundt en million ganger mer strøm når du er på enn av, noe som er grovt sammenlignes med vanlige transistorer. Forskningen er publisert på arXiv.
Som alle høres for godt til å være sant—og det er nå, fordi det er noen store hindringer å overvinne før lys-basert transistorer kan brukes i sinne. Det er flere tiår med ingeniørarbeid anvendt til å bygge store nett av konvensjonelle transistorer og elektroniske nettverk som kreves for å slå dem. Å bytte til en lett-basert kontrollsystem er relativt uutforsket, med mange spørsmål: Hvordan kan du sende lys til hver transistor? Hvor mye strøm vil det i bruk? Hvor fort kan den slås være knipset på og av?
Det kan ikke være mange svar akkurat nå, men vi ser frem til å høre om dem i fremtiden.
[arxiv via Technology Review]
Topp bilde av Filipchuk Oleg/Shutterstock. Midt i bildet ved University of North Carolina i Charlotte.