Dank Tunneleffekt: Neuer Transistor ist eine Million Mal schneller als normale Chips
Forschern der University of Arizona ist es gelungen, mithilfe des Tunneleffekts einen Transistor mit Petahertz-Frequenzen zu entwickeln, der unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen funktioniert.
Das Forschungsteam unter der Leitung von Mohammed Hassan, Professor für Physik und Optik an der University of Arizona, hat einen neuen Ansatz zur Beschleunigung von Computertransistoren entwickelt. Der Schlüssel liegt in der Verwendung von Graphen, einem Material aus einer einzigen Atomschicht Kohlenstoff, in Kombination mit ultraschnellen Laserpulsen.
Der entwickelte Transistor basiert auf einer Graphen-Silizium-Graphen-Struktur, die als Phototransistor fungiert. Diese wurde durch eine spezielle Siliziumschicht modifiziert, um die gewünschten elektronischen Eigenschaften zu erreichen. Ausschlaggebend für dieses System ist die Nutzung des Tunneleffekts - ein quantenmechanischer Effekt, bei dem Elektronen physische Barrieren nahezu sofort überwinden können.
Die Steuerung erfolgt durch Laserpulse, die in einem Rhythmus von 638 Attosekunden (Quintilliardenstel einer Sekunde) ein- und ausgeschaltet werden. Diese ultraschnellen Lichtpulse ermöglichen es, Elektronen in Echtzeit zu manipulieren und dadurch Transistorschaltungen mit Petahertz-Geschwindigkeit zu realisieren - das entspricht einer Steigerung um mehr als den Faktor 1.000.000 gegenüber den typischen Gigahertz-Bereichen, in denen moderne Prozessoren agieren.
Bemerkenswerterweise soll der Transistor ohne spezielle Temperatur- oder Druckanforderungen funktionieren, also unter normalen Umgebungsbedingungen. Die gemessenen Stromwerte liegen im Bereich von mehreren hundert Nanoampere.
Wie immer bei solchen Forschungsprojekten gibt es noch einige Hürden zu überwinden, wenn es um die praktische Umsetzung geht. Bei Petahertz-Frequenzen können Signale nur wenige hundert Nanometer weit übertragen werden, bevor sie durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt werden. Zukünftige Computer mit solchen Frequenzen würden also extrem miniaturisierte Schaltkreise benötigen. Hassan und sein Team arbeiten indes daran, die Technologie für den kommerziellen Einsatz zu adaptieren. Während der ursprüngliche Prototyp einen spezialisierten Laser benötigte, entwickeln die Forscher nun eine Version, die mit handelsüblichen Lasergeräten kompatibel ist.
Wie stehen Sie zu diesem Thema? Nutzen Sie die Kommentarfunktion und teilen Sie uns Ihre Meinung mit. Beachten Sie beim Kommentieren aber bitte die Forenregeln. Folgen Sie uns außerdem für Neuigkeiten in der Hardware-Welt oder unsere exklusiven Inhalte gern auf Whatsapp und X. Unsere Video-Inhalte (oftmals gewürzt mit einer Prise Humor) finden Sie bei Youtube, Instagram und Tiktok.
Quelle: Science Daily via Techspot
Allein die Tatsache "durch Lichtgeschwindigkeit begrenzt" wtf.
Die G'ould haben sich doch nicht selbst die Hände schmutzig gemacht.
Der vergleich hinkt ziemlich, aber ich hoffe, du verstehst, worauf ich hinaus will.
Ich habe mir noch nicht genau genug angeschaut, wie genau Quantencomputer funktionieren, aber da geht es mehr um das Verhalten verschränkter Quanten zueinander und nicht um die Informationsübertragung über lange Distanzen, wenn ich mich richtig erinnere.
Der Punkt war, soweit ich weiß, dass die Quantenmechanik den Ort des Teilchens mit einer Aufenthaltswahrscheinlichkeit darstellt, die an einer Barriere, die es klassisch nicht überwinden kann, nicht einfach abbricht, sondern zu einer stark abfallenden e-Funktion wird. Die Barrierenhöhe bestimmt, wie schnell sie abfällt. Die Dicke, wie viel nach der Barriere noch übrig ist. Das kleine Stückchen, das übrig ist, ist die Restwahrscheinlichkeit dafür, dass das Atom hinter der Barriere ist. Dicke dämpft also den Effekt, aber löscht ihn nicht aus.
Auf wiki ist das ganz gut dargestellt: https://upload.wikimedia....
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/TunnelEffektKling1.svg
Wieso wird das Bild hier im Editormodus als Bild angezeigt aber im Forummodus als Link?
[Ins Forum, um diesen Inhalt zu sehen]