Data: Wtorek, 24 czerwca 2008, 19:12

Ekscytujące ekscytony

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego jako pierwsi wybudowali tranzystor wykorzystujący kwazicząsteczki zwane ekscytonami. Tego typu tranzysory mogą przyspieszyć pracę urządzeń komunikacyjnych.

Do komunikacji wykorzystujemy światło, jednak w pewnym momencie niesiona przez foton informacja musi być zmieniona w dane elektryczne. Konwertowanie sygnału z fotonów do elektronów i odwrotnie, ogranicza prędkość systemów komunikacyjnych.

Ekscytony to pary elektron-dziura. Są one tworzone przez światło w półprzewodnikach. Butov i jego współpracownicy użyli "studni kwantowych", które pozwoliły na utrzymanie pomiędzy elektronem a dziurą odległości kilku nanometrów. Taka konfiguracja pozwalała na kontrolowanie za pomocą napięcia elektrycznego powstających ekscytonów. Dzięki niemu można ekscyton zatrzymać lub go uwolnić i zezwolić na opuszczenie półprzewodnika. Opuszczając go ekscyton zanika emitując swoją energię w postaci rozbłysku światła.

Naukowcy stworzyli już prosty układ scalony z bramkami i byli w stanie precyzyjnie kontrolować przepływ ekscytonów. Poruszają się one bardzo szybko. Przełączanie stanu bramki trwa około 200 pikosekund.

Ekscytony nadają się zatem do przeprowadzania obliczeń, chociaż tutaj nie mają przewagi nad elektronami. Poruszają się z podobną prędkością, a ich wadą jest fakt, że wymagają nowych materiałów. Obecnie wykorzystywane półprzewodniki z arsenku galu wymagają np. schłodzenia do bardzo niskich temperatur, w przeciwnym razie ekscytony nie powstaną.

Mariusz Błoński