Научные сотрудники Северо-Восточного университета США достигли значительного технологического прорыва, создав квантовый материал, способный ускорить переключение транзисторов в тысячу раз по сравнению с традиционными кремниевыми микросхемами. Это открытие может существенно повлиять на будущее электроники, позволяя создавать устройства, которые работают на терагерцевых, а не гигагерцевых частотах.
Об этом сообщает ProIT
Прорыв в материаловедении: от гигагерц до терагерц
Исследователи выяснили, что специальный квантовый материал под названием 1T-TaS₂ обладает уникальным свойством мгновенно переключаться между состоянием проводника и изолятора. Для этого они применили контролируемый нагрев и охлаждение, а также освещение светом, что позволило управлять состояниями материала почти мгновенно, даже при температурах, близких к комнатным. Ранее для этого требовались сверхнизкие температуры.
«Сейчас процессоры работают в гигагерцах. Скорость изменений, которую это обеспечит, позволит вам перейти на терагерцы», — объясняет ведущий автор исследования, профессор физики Альберто де ла Торре.
Перспективы для электроники и новые возможности
Современные электронные устройства, в частности компьютеры и смартфоны, преимущественно работают на кремниевых микросхемах. Однако из-за постоянного стремления повысить быстродействие и уменьшить размеры электроники кремний постепенно подходит к своим физическим пределам. Использование квантового материала 1T-TaS₂ позволяет не только избавиться от этих ограничений, но и обеспечить мгновенное переключение между различными состояниями, что ранее считалось невозможным при обычных температурах.
Еще одним важным преимуществом нового материала является управление его свойствами с помощью света. Это позволяет изменять состояние материала со скоростью, ограниченной лишь фундаментальными законами физики. По мнению профессора Грегори Фите, подобный подход может сделать современные электронные устройства еще мощнее и компактнее, что сравнимо с революцией, которую когда-то вызвали транзисторы в вычислительной технике.
Результаты этого исследования стали важным шагом в направлении создания новейших высокоскоростных электронных компонентов. Учитывая эти достижения, квантовые материалы могут стать основой для следующего поколения процессоров и электроники нового уровня.