Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего создали первое микроэлектронное устройство, которое не содержит полупроводников, контролируется лазером и использует свободные электроны.

Современные полупроводниковые устройства позволяют разместить большое количество транзисторов в небольшом чипе.

Но при этом они обладают и некоторыми характерными проблемами. Так, скорость движения электронов ограничивается сопротивлением полупроводниковых материалов, а для их прохождения требуется увеличенный расход энергии.

Вакуумные лампы лишены таких недостатков, так как они выбивают свободные электроны для проведения тока. Но получение свободных электронов на нано-уровне является непростой задачей. Для этого требуется либо высокое напряжение (более 100 В), либо высокая температура, либо мощный лазер.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего смогли решить эту проблему, создав микроскопические структуры из золота, которые внешне напоминают грибы и расположены рядом с параллельными золотыми полосками. Благодаря этому удалось получать свободные электроны, выбиваемые из золота, применяя небольшое напряжение (10 В) и маломощный лазер.

В результате был достигнут десятикратный прирост проводимости системы.

Такое устройство, как и полупроводники, может выполнять роль транзистора, усилителя мощности или фотодатчика. При этом, теоретически, новая разработка работает с меньшим уровнем сопротивления и может справляться с большим количеством энергии.

Пока что исследование находится на раннем этапе, но является очень перспективным. Теперь ученые намерены понять, насколько такая система поддается масштабированию и где находятся границы ее производительности. Ученые считают, что их разработка может быть востребована не только в электронике, но и в сферах фотоэлектрической энергетики, экологии и, возможно, военной технике.


Печать Источник