ríomhairí léasair
Is é an minicíocht clog 1 GHz i bpróiseálaithe ná billiún oibríocht in aghaidh an tsoicind. Go leor, ach tá na samhlacha is fearr atá ar fáil faoi láthair don tomhaltóir meánach ag baint amach arís agus arís eile cheana féin. Cad a tharlaíonn má luasaíonn sé... milliún uair níos mó?
Is é seo a gheallann teicneolaíocht ríomhaireachta nua, ag baint úsáide as bíoga solais léasair chun aistriú idir stáit "1" agus "0". Leanann sé seo ó ríomh simplí quadrillion uair in aghaidh an tsoicind.
I dturgnaimh a rinneadh in 2018 agus a bhfuil cur síos orthu san iris Nature, scaoil taighdeoirí bíomaí léasair infridhearg bíogacha ag eagair meala tungstain agus seiléiniam (1). Ba chúis leis seo athrú náid agus aon stát sa sliseanna sileacain chomhcheangailte, díreach mar a bhí i ngnáthphróiseálaí ríomhaire, gan ach milliún uair níos tapúla.
Conas a tharla sé? Déanann na heolaithe cur síos grafach air, ag taispeáint go n-iompraíonn na leictreoin sa mheala miotail "aisteach" (cé nach bhfuil an oiread sin). Ar bís, léimeann na cáithníní seo idir stáit chandamacha éagsúla, arna n-ainmniú ag turgnamhoirí "ag casadh bréige ».
Déanann na taighdeoirí é seo a chur i gcomparáid le muilte tread tógtha timpeall ar mhóilíní. Tugann siad "ghleann" ar na rianta seo agus déanann siad cur síos ar ionramháil na stáit sníomh seo mar "dolinatronica » (S).
Tá bíoga léasair ar bís ag leictreoin. Ag brath ar polaraíocht na bíoga infridhearg, déanann siad "áitiú" ar cheann de dhá "ghleann" a d'fhéadfadh a bheith timpeall ar adaimh na laitíse miotail. Tugann an dá stát seo le fios láithreach go n-úsáidfí an feiniméan i loighic ríomhaire náid-amháin.
Tá na léimeanna leictreon thar a bheith tapa, i dtimthriallta femtosecond. Agus anseo tá rún ag luas dochreidte na gcóras léasair-threoraithe.
Ina theannta sin, áitíonn eolaithe, mar gheall ar thionchair fhisiceacha, go bhfuil na córais seo i gciall éigin sa dá stát ag an am céanna (forshuíomh), a chruthaíonn deiseanna do Béim ar na taighdeoirí go dtarlaíonn sé seo go léir i teocht an tseomracé go n-éilíonn an chuid is mó de na ríomhairí chandamach atá ann cheana féin córais cubits a fhuarú go dtí teocht atá gar do nialas iomlán.
“San fhadtéarma, feicimid fíorfhéidearthacht feistí candamach a chruthú a dhéanann oibríochtaí níos tapúla ná ascalú amháin de thonn solais,” a dúirt an taighdeoir i ráiteas. Rupert Huber, ollamh le fisic in Ollscoil Regensburg, an Ghearmáin.
Mar sin féin, níl aon oibríochtaí fíor-chandamach déanta ag eolaithe fós ar an mbealach seo, agus mar sin tá an smaoineamh go bhfuil ríomhaire chandamach ag feidhmiú ag teocht an tseomra fós teoiriciúil amháin. Baineann an rud céanna le gnáthchumhacht ríomhaireachta an chórais seo. Níor léiríodh ach obair ascaluithe agus ní dhearnadh aon oibríochtaí ríomha iarbhír.
Tá turgnaimh cosúil leis na cinn a thuairiscítear thuas déanta cheana féin. In 2017, foilsíodh cur síos ar an staidéar in Nature Photonics, lena n-áirítear in Ollscoil Michigan i SAM. Ansin, ritheadh bíoga solais léasair a mhair 100 femtoseconds trí chriostail leathsheoltóra, ag rialú staid na leictreon. De ghnáth, bhí na feiniméin a tharla i struchtúr an ábhair cosúil leis na cinn a thuairiscítear níos luaithe. Is iad seo na hiarmhairtí chandamach.
Sliseanna solais agus perovskites
Déan"ríomhairí léasair chandamach » gcaitear go héagsúil leis. Deireadh Fómhair seo caite, léirigh foireann taighde US-Seapáine-Astráil córas ríomhaireachta éadrom. In ionad qubits, úsáideann an cur chuige nua staid fhisiceach bíomaí léasair agus criostail saincheaptha chun na bíomaí a thiontú i gcineál speisialta solais ar a dtugtar "solas comhbhrúite."
D'fhonn staid an bhraisle cumas na ríomhaireachta chandamach a léiriú, ní mór an léasair a thomhas ar bhealach áirithe, agus baintear é seo amach trí úsáid a bhaint as líonra scátháin chandamach-fholaithe, astaithe bíomaí agus snáithíní optúla (2). Cuirtear an cur chuige seo i láthair ar scála beag, nach soláthraíonn luasanna ríomhaireachta sách ard. Mar sin féin, deir na heolaithe go bhfuil an tsamhail inscálaithe, agus d'fhéadfadh struchtúir níos mó buntáiste chandamach a bhaint amach ar deireadh thiar ar na samhlacha candamach agus dénártha a úsáidtear.
2. Léasair léasair ag dul trí líonra tangled de scátháin
“Cé go bhfuil na próiseálaithe chandamach reatha go hiontach, níl sé soiléir an féidir iad a scála go méideanna an-mhór,” tugann Science Today ar aird. Nicolas Menicucci, taighdeoir rannchuiditheach ag an Lárionad um Ríomhaireacht Chandamach agus Teicneolaíocht Chumarsáide (CQC2T) ag Ollscoil RMIT i Melbourne na hAstráile. “Tosaíonn ár gcur chuige le hinscálaitheacht mhór atá ionsuite sa sliseanna ón tús toisc go bhfuil an próiseálaí, ar a dtugtar an stát braisle, déanta as solas.”
Tá gá le cineálacha nua léasair freisin le haghaidh córais fhótónacha ultrafast (féach freisin:). Thuairiscigh eolaithe ó Ollscoil Chónaidhme an Chianoirthir (FEFU) - mar aon le comhghleacaithe Rúiseacha ó Ollscoil ITMO, chomh maith le heolaithe ó Ollscoil Texas ag Dallas agus Ollscoil Náisiúnta na hAstráile - i Márta 2019 san iris ACS Nano go raibh forbairt déanta acu ar bealach éifeachtach, tapa agus saor le táirgeadh léasair perovskite. Is é an buntáiste a bhaineann leo ná cineálacha eile ná go n-oibríonn siad ar bhealach níos cobhsaí, rud a bhfuil tábhacht mhór aige le haghaidh sliseanna optúla.
“Cuireann ár dteicneolaíocht priontála léasair hailíde bealach simplí, eacnamaíoch agus an-rialaithe ar fáil chun éagsúlacht de léasair perovskite a olltáirgeadh. Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara go bhfágann leas iomlán a bhaint as an geoiméadracht sa phróiseas priontála léasair den chéad uair gur féidir microlasers perovskite aon-mhodh cobhsaí a fháil (3). Tá a leithéid de léasair geallta i bhforbairt feistí optoelectronic agus nanafótónacha éagsúla, braiteoirí, etc.,” a mhínigh Aleksey Zhishchenko, taighdeoir ag ionad FEFU, san fhoilseachán.
3. Bíomaí léasair Perovskite
Ar ndóigh, ní fheicfimid ríomhairí pearsanta “ag siúl ar léasair” go luath. Cé gur cruthúnais choincheapa iad na turgnaimh a gcuirtear síos orthu thuas, ní fiú fréamhshamhlacha de chórais ríomhaireachta.
Mar sin féin, tá na luasanna a thairgeann léasacha solais agus léasaithe ró-shamhlaithe do thaighdeoirí, agus d'innealtóirí ansin, an cosán seo a dhiúltú.
