Algemeen

Nanoscopische resonator is ontwikkeld

Nanoscopische resonator is ontwikkeld

Nanoresonatoren vormen een kleine logische poort

Volgens een artikel dat deze maand in de online versie van NewScientist is gepubliceerd, hebben Amerikaanse onderzoekers een nanoscopische "resonator" ontwikkeld die de stukjes logische poorten in elektromechanische computers zou kunnen vormen.

Sotiris Masmanidis van het California Institute of Technology in Pasadena en zijn collega's suggereren dat computers die zijn opgebouwd uit elektromechanische componenten op nanoschaal efficiënter en robuuster zouden kunnen zijn dan puur elektronische computers.

De resonator bestaat uit een stuk galliumarsenidekristal van 4 micron lang, 0,8 micron breed en 0,2 micron diep, bevestigd aan een koker. De ene kant van de glazen staaf is gedoteerd om extra elektronen aan te bieden, terwijl de andere ontbreekt.

Wanneer een wisselstroom (AC) spanning op de staaf wordt toegepast, vormt zich een elektrisch veld in het midden van de staaf. Een piëzo-elektrisch effect wordt dan geproduceerd, waardoor het galliumarsenidekristal vervormt. Als de wisselspanning de juiste frequentie heeft, zal de staaf resoneren en trillen als een metalen staaf nadat deze is geraakt.

In de experimenten was een spanning van 5 nanovolt (het equivalent van de lading van een enkel elektron) voldoende om het apparaat van stroom te voorzien.

De resonator kan ook worden "afgestemd" door een gelijkstroom (DC) spanning aan te leggen. De gelijkspanning zorgt ervoor dat de zogenaamde depletielaag (het sterkste gebied in het midden van de staaf) lichtjes naar de boven- of onderkant van de staaf zwaait.

Omdat het deze resistente zone is die gevoelig is voor het piëzo-elektrische effect, verandert de variatie de manier waarop de staaf trilt als reactie op wisselspanning. De gelijkspanning kan ervoor zorgen dat de resonator reageert op de gewenste frequentie of kan ook gebruikt worden om hem aan en uit te zetten.

Volgens de onderzoekers zouden deze resonatoren uiteindelijk kunnen worden gebruikt om nanoscopische logische apparaten te maken. Om dit te demonstreren, namen ze twee staven en plaatsten ze in een "L" -vorm. Toen ze een wisselstroom door elk van de staafjes stuurden, resoneerde het hele apparaat op een specifieke frequentie. In plaats daarvan, toen ze de stroom door beide staven leidden, neutraliseerden de trillingen elkaar.

Het apparaat werkt dus als een logische poort.

Volgens Miles Blencowe, een natuurkundige aan het Dartmouth College in Hanover, New Hampshire (VS), zou een logische poort van dit type in theorie veel efficiënter kunnen zijn dan een poort die is gemaakt van elektronische componenten, omdat er minder energie voor nodig is en minder warmte vrijkomt. Om dit doel echter te realiseren, merkt Blencowe op, is de volgende stap om erachter te komen hoe de hoogfrequente signalen van elke resonator opnieuw kunnen worden omgezet in een elektromagnetisch signaal dat naar een ander apparaat kan worden verzonden om een ​​logischer circuit te vormen. groot.

Bron: New Scientist