Informacje
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Informacje > Nowinki 2000-2002 > Fizyka > Nowinka z dn. 09-10-2000  
 Jesteś tutaj
nowinka:
Jeszcze mniejsze tranzystory
autor:
Michał Czerny
z dnia:
09-10-2000


Jeszcze mniejsze tranzystory
Wykorzystanie efektów kwantowych może przyspieszyć działanie komputerów.

Nie wiem, czy istnieje dziś jeszcze jakaś sfera życia, w której nie używano by komputerów. Nauka, technika, ekonomia - te dziedziny nie mogą się już bez nich obyć. Ale "mózgi elektronowe", jak je nazywano w przedpotopowych czasach elektroniki (tzn. 30 lat temu), opanowują też rozrywkę, sztukę, sport i Bóg wie co jeszcze... Dlatego ludzie żądają coraz szybszych, mniejszych i wydajniejszych komputerów. Jak zatem zwiększyć ich szybkość?

Części składowe komputerów, czyli chipy, są urządzeniami elektrycznymi, przenoszącymi prąd między specjalnymi przełącznikami, które noszą nazwę tranzystorów. Oczywiście, im krótsza droga prądu, tym mniej czasu zajmuje mu przejście przez chip, i tym szybciej działa komputer. Należy więc minimalizować rozmiary chipów. Obecnie do ich produkcji stosuje się technologię, zwaną optyczną litografią. Światło, emitowane przez laser, rzeźbi matrycę, która służy do produkcji chipów. Najnowocześniejsze lasery, wykorzystywane w litografii optycznej, wysyłają promieniowanie ultrafioletowe o długości fali 248 nanometrów. Ta wielkość ma ogromne znaczenie, gdyż - zgodnie z tzw. kryterium Rayleigha - światło nie jest w stanie wyrzeźbić szczegółów mniejszych niż połowa długości fali. Tak więc teoretycznie najmniejsze tranzystory, jakie można otrzymać, mają rozmiary 124 nanometrów. (W rzeczywistości rozmiary te wynoszą od 180 do 220 nanometrów, czyli 400 razy mniej niż grubość ludzkiego włosa). Czy można przełamać tę barierę?

Okazuje się, że tak. Z pomocą przychodzą prawa fizyki kwantowej. Grupa naukowców z należącego do NASA Jet Propulsion Laboratory oraz z Uniwersytetu Walijskiego opracowała metodę, pozwalającą zmniejszyć rozmiary produkowanych tranzystorów. Polega ona na wykorzystaniu efektu "splątania" fotonów. Fotony to podstawowe porcje światła, które zachowują się jednocześnie jak fale i jak cząstki. Przepuszczając strumień światła przez specjalny kryształ, można otrzymać parę "splątanych" fotonów, poruszających się po dwóch torach. Zgodnie z prawami fizyki kwantowej fotony te są nieodróżnialne. Co więcej, w pewnym sensie zamieniają się one ze sobą, tak jakby każdy z nich podróżował po obu torach. W efekcie, gdy dwa fotony wydostają się na powierzchnię kryształu, mogą rzeźbić struktury niczym pojedynczy foton o dwukrotnie mniejszej długości fali. Jeżeli uda się nam "splątać" więcej niż dwa fotony, zmniejszenie struktur może być jeszcze efektywniejsze.

Na razie wykorzystanie zjawiska "splątania" fotonów jest pomysłem teoretycznym. Trwają już jednak prace nad przygotowaniem materiałów, które mogłyby być użyte w praktyce w litografii kwantowej.

Michał Czerny

[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach