Створені наноэлектронные схеми, що працюють в 10 тисяч разів швидше схем сучасних мікропроцесорів
Дослідники з Національного університету Сінгапуру (National University of Singapore) і Агентства з науки, технологій та досліджень (Agency for Science, Technology and Research, A*STAR) розробили і виготовили зразки наноелектронних схем, здатних працювати на частотах до 245 терагерц, іншими словами, в десятки тисяч разів швидше, ніж працюють електронні схеми сучасних процесорів. Ці нові схеми можуть бути використані для створення нових надшвидкісних комп'ютерних процесорів, як високочутливих нанодатчиков на основі єдиних молекул або для оснащення наноелектронних пристроїв рядом нових можливостей.
У нових наноелектронних схемах використовується процес, званий квантовим плазмонным туннелированием. Він полягає в реалізації ефекту керованого квантового тунелювання між двома плазмонами, полями з вагається вільних електронів, які виникають за певних умов на поверхні деяких металів. Управління так званими квантово-плазмонными резонаторами, які є основою нових схем, здійснюється за допомогою світла лазера або іншого зовнішнього джерела. Сам резонатор, як видно з наведеного рисунка, складається з двох металевих електродів, на поверхні яких формуються плазмоны, між якими залишений проміжок, товщиною від 0.4 до 1.3 нанометрів, заповнений монослоем з молекул речовини певного типу.
Вся "сіль" цього відкриття полягає саме у наповненні проміжку молекулами певного речовини. Величина цих молекул і деякі інші їх властивості визначають ширину так званого бар'єру тунелювання, аналога забороненої зони у напівпровідників. Використовуючи наповнення проміжку молекулами різних типів можна добитися зміни частоти резонатора в межах від 140 до 245 терагерц, що і визначає швидкодію пристрою в цілому.
На основі квантово-плазмонных резонаторів можна створити пристрої, які є повними аналогами напівпровідникових транзисторів з яких складаються схеми всіх сучасних комп'ютерних чіпів. І зараз дослідники продовжують свою роботу в напрямку інтеграції резонаторів у реальні схеми, здатні виконувати базові логічні функції. І після створення таких схем вже можна буде починати роботи по створенню перших обчислювальних пристроїв або їх компонентів на основі нових наноелектронних схем.
Єдиним мінусом створених наноелектронних схем і будь-якого іншого виду наноелектроніки в даний час є те, що існуючі методи промислового виробництва напівпровідникових приладів тільки починають підбиратися до позначки 5 нанометрів, і з їх допомогою просто не вийде виготовляти настільки малі наноэлементы з вимагається для цього точністю. Тому, до появи нового класу наноелектронних пристроїв нам доведеться ще почекати якийсь, сподіваємося, що не дуже тривалий, час.