Nhà khoa học tại University of Arizona công bố phát minh về transistor tốc độ petahertz
Đột phá ở transistors với tốc độ petahertz tạo cơ hội cho máy tính vượt tốc độ điện hiện tại.
Các nhà khoa học tại University of Arizona đã công bố một bước đột phá lớn trong lĩnh vực điện tử với việc phát triển thành công một transistor với tốc độ đạt mức petahertz. Phát minh này có thể là bước khởi đầu cho một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực điện toán, nơi mà tốc độ ánh sáng có thể trở thành yếu tố chính điều khiển sự đổi mới trong công nghệ. Transistor này không cần điều kiện phòng thí nghiệm lí tưởng để hoạt động, mở ra cơ hội cho sự phát triển và tích hợp vào các thiết bị điện tử thương mại tương lai.
Nhóm nghiên cứu, dẫn đầu bởi Mohammed Hassan từ University of Arizona, đã sử dụng các xung ánh sáng siêu nhanh để điều khiển chuyển động của các electron trong graphene - một chất liệu chỉ dày một nguyên tử. Nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Nature Communications và cho thấy khả năng điều khiển và quan sát hiện tượng tunneling lượng tử một cách trực tiếp trong thời gian thực, điều mà lâu nay chỉ được lý thuyết hóa.
Hassan và các đồng nghiệp tại University of Arizona, cũng như các cộng sự quốc tế của ông, đã thành công trong việc kích thích electron đi qua các rào cản hầu như ngay lập tức bằng cách dùng các xung laser ngắn dưới một phần nghìn tỷ giây. Công nghệ này không chỉ làm tăng tốc độ xử lý lên mức petahertz - nhanh hơn hàng ngàn lần so với các chip xử lý hiện tại - mà còn có tiềm năng thay đổi nền tảng của nhiều lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo, nghiên cứu không gian, hóa học và chăm sóc sức khỏe.
Bằng cách sử dụng một phototransistor graphene có sẵn trên thị trường và thêm một lớp silicon đặc biệt, nhóm nghiên cứu đã có thể đẩy nhanh tốc độ hoạt động lên đến mức petahertz. Thí nghiệm của họ cho thấy rằng transistor này hoạt động với tốc độ chuyển đổi ánh sáng lên đến 638 attosecond, biến nó thành một thiết bị đủ sức hoạt động trong điều kiện thông thường, không đòi hỏi môi trường kiểm soát phức tạp hay đắt đỏ.
Nhóm nghiên cứu hiện đang hợp tác với Tech Launch Arizona để cấp bằng sáng chế và thương mại hóa phát minh này. Họ nhận định rằng việc phát triển một phiên bản sử dụng các laser thường dùng trên thị trường sẽ làm cho công nghệ này trở nên dễ tiếp cận hơn với các đối tác trong ngành công nghiệp.
Nguồn: TechSpot, Nature Communications