Odkrycie z Berkeley rozszerzy granicę prawa Moore'a

Fot. Pixabay, CC0

Naukowcy z Berkeley Lab odkryli nowy potencjał przetwarzania informacji w próbkach siarczku cyny, co czyni z tego materiału kandydata na tranzystorowy materiał "valleytroniki". Pewnego dnia umożliwi to producentom chipów spakowanie większej mocy obliczeniowej na mikroprocesory.

Przez dziesięciolecia doskonalenie konwencjonalnych materiałów tranzystorowych było wystarczające, aby utrzymać prawo Moore'a - historyczny wzór producentów mikroprocesorów, które mieszczą więcej tranzystorów, a tym samym więcej pamięci, do danej objętości krzemu. Obecnie jednak wśród producentów układów scalonych pojawiają się obawy, że niedługo osiągną oni nieprzekraczalną granicę, co uniemożliwi tworzenie mniejszych i mocniejszych obwodów.

Właśnie dlatego na całym świecie poszukuje się nowych materiałów, które umożliwiłyby mniejsze powierzchnie dzięki wykorzystaniu unikalnych właściwości materiału. Spintronika, na przykład, jest określeniem dla tranzystorów, które wykorzystują spiny elektronów w materiałach jako stany włączania/wyłączania. Valleytronics wykorzystuje z kolei wysoce selektywną reakcję materiałów krystalicznych w określonych warunkach oświetleniowych, aby określić ich stany włączenia / wyłączenia - to znaczy, używając struktur pasmowych materiałów, aby informacje o 0s i 1s były przechowywane w oddzielnych dolinach energetycznych elektronów, które są zależne od struktur krystalicznych materiałów.

W swoim badaniu zespół z Berkeley wykazał, że siarczan cyny jest zdolny do absorbowania różnych polaryzacji światła, a następnie może selektywnie reemitować światło o różnych kolorach w różnych polaryzacjach. Może to znacznie zwiększyć moc obliczeniową i gęstość zapisu obwodów wykonanych z tych materiałów.

"Pokazujemy nowy materiał z charakterystycznymi dolinami energii, które można bezpośrednio zidentyfikować i oddzielnie kontrolować" – powiedział Jie Yao kierujący badaniami. "Jest to ważne, ponieważ pozwala nam zrozumieć, w jaki sposób informacje mogą być łatwo przechowywane i przetwarzane między nimi, co ma znaczenie zarówno naukowe, jak i inżynieryjne."

Odkrycie pozwoli opracować operacyjne urządzenia valleytroniczne, które pewnego dnia mogą zostać zintegrowane z obwodami elektronicznymi. Unikalne sprzężenie światła i dolin w tym nowym materiale może również utorować drogę do przyszłych hybrydowych układów elektronicznych / fotonowych.

(KB)