A hagyományos szilícium alapú tranzisztorok sebessége a fizikai korlátok (az elektromos ellenállások, kapacitások stb.) miatt már nem nagyon növelhető. Megoldást az elektronoknak fényre való lecserélése nyújthat. Az Arizonai Egyetem kutatói kevesebb, mint egybilliomod másodpercig tartó fényimpulzusok segítségével manipulálták a grafénben lévő elektronokat. Gyakorlatilag a kvantumalagút-effektust használták fel.
A TechSpot híre szerint Mohammed Hassan, az Arizonai Egyetem fizika és optika tudományok docense elmondta, hogy a csapat eredetileg az egyetlen szénatomrétegből álló grafén módosított mintáinak elektromos vezetőképességét vizsgálta. Amikor egy lézer megvilágítja a grafént, a lézer energiája gerjeszti az anyagban lévő elektronokat, ami mozgásra készteti őket és így áram keletkezik. Néha azonban ezek az elektromos áramok kioltják egymást. Hassan szerint ez azért történik, mert a lézer energiahulláma „fel és le mozog”, azonos és ellentétes irányú áramokat generálva a grafén mindkét oldalán. A grafén szimmetrikus atomszerkezete miatt ezek az áramok tükrözik és kioltják egymást, így nem marad kimutatható áram. Azonban a grafénminták módosítása után érdekes felfedezést tettek. Megfigyelték, hogy egyetlen elektron is képes átutazni az anyagon, és hogy ezt a rövid ideig tartó eseményt valós időben rögzíteni lehet. Ez végül ahhoz vezetett, hogy elkészítették a világ leggyorsabb, petahertzes kvantumtranzisztorát.
Ennek eléréséhez a tudósok egy kereskedelmi forgalomban kapható grafén fototranzisztort használtak, amelyet egy speciális szilíciumréteggel erősítettek meg. Ezt egy 638 attoszekundum alatt be- és kikapcsoló lézerrel vizsgálták. Az eredmény egy petahertzes sebességgel működő tranzisztor lett, ami korábban messze elérhetetlennek tűnt. Míg egyes tudományos fejlesztések szigorú feltételek mellett, például adott hőmérséklet és nyomás mellett történtek, ez az új tranzisztor gyakorlatilag szobahőmérsékleten működik, megnyitva az utat a kereskedelmi forgalomba hozatal és a mindennapi elektronikában való felhasználás előtt.
Hassan és csapatának következő célja a tranzisztor egy olyan változatának kifejlesztése, amely szabványos, kereskedelmi forgalomban kapható lézerekkel működik, hogy a technológia könnyebben elérhető lehessen az ipari partnerek számára.
Forrás: techspot.com
Kép: University of Arizona, arizona.edu
