science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nanodraden gebruiken om volledig optische logische poorten te bouwen

Structurele en optische eigenschappen van InP en AlGaAs crossbar NW-netwerken. (A) Valse kleuren scanning elektronenmicroscopie beeld van de crossbar InP en AlGaAs NW-netwerken (geïllustreerd met verschillende kleuren); InP NW's worden gekamd in de verticale richting en een AlGaAs NW in de horizontale richting om zes paren dwarsbalkovergangen te vormen. (B) PL-spectra van de NW's gemeten op een enkele voorbeeldige meetplek. De polarisatierichting van de excitatielasers (bij 532 en 730 nm) is gelabeld. arb. eenheden, willekeurige eenheden. (C) HRSTEM-afbeelding van InP NW's. De inzet toont het diffractiepatroon dat de ZB-kristalstructuur en de vorming van frequente tweelingvlakken langs de NW-groei-as aantoont. (D) EDX-meetresultaten van AlGaAas NW's tonen de Al- en Ga-samenstelling langs de NW-groeirichting (dat wil zeggen, [111] kristalrichting). De lijnscanlocatie wordt weergegeven in de inzet. Credit: wetenschappelijke vooruitgang (2018). DOI:10.1126/sciadv.aar7954

Een team van onderzoekers van de Aalto University in Finland heeft een manier gevonden om nanodraden te gebruiken om volledig optische logische poorten te bouwen - een belangrijke stap in de richting van het bouwen van een op licht gebaseerde computer. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hun nieuwe aanpak, hoe goed het werkte bij het testen, en wat er volgens hen moet gebeuren om het gebruik van dergelijke poorten in een echte computer mogelijk te maken.

Naarmate het potentieel voor snelheidstoename afneemt voor conventionele computertechnologie, wetenschappers zoeken naar nieuwe mogelijkheden, zoals het gebruik van licht om informatie weer te geven in plaats van elektronen. Helaas, ondanks veel tijd en moeite, optische computers zijn nog steeds geen haalbare optie. Een van de belangrijkste knelpunten was de ontwikkeling van werkbare volledig optische logische poorten - de onderdelen van computercircuits die worden gebruikt voor de verwerking van beslissingen. De onderzoekers merken op dat volledig optische logische poorten zijn ontwikkeld, maar het is gebleken dat ze te moeilijk te maken zijn in hoeveelheden die nodig zijn voor commerciële computers. Dat verandert misschien, echter, omdat ze beweren een nieuwe manier te hebben ontwikkeld om ze te bouwen, waarvan ze denken dat ze gecommercialiseerd kunnen worden.

Het idee achter de nieuwe poorten is om nanodraden te gebruiken om fotonen te verzenden. Om ze als knooppunten te laten dienen, die de basis vormen van logische bewerkingen, de groep gebruikte twee verschillende soorten:sommige gemaakt van indiumfosfaat en sommige van aluminiumgalliumarsenide. Knooppunten worden gevormd door de twee typen elkaar te laten kruisen, zoals vierrichtingsstops op wegen. De groep meldt dat bij het gebruik van dergelijke nanodraden, ze waren in staat om volledig optische logische poorten te maken en uit te voeren die in staat waren om traditionele computerlogische bewerkingen uit te voeren, zoals OR, EN en NAND - hierdoor konden ze eenvoudige wiskundige problemen uitvoeren.

de grafieken, kleurgecodeerd, overeenkomen met de invoer hierboven. Krediet:Aalto University

De onderzoekers suggereren dat hun logische poorten op vrijwel dezelfde manier kunnen worden gebruikt als op elektronen gebaseerde logische poorten die momenteel in computers worden gebruikt. of op geheel nieuwe manieren. Ze merken op dat het proces van het maken van de nanodraden heel eenvoudig was - ze waren gewoon gegroeid. Maar ze erkennen ook dat de kwaliteit van de nanodraden zou moeten worden verbeterd om het type nauwkeurigheid te bieden dat nodig is in een computer.

© 2018 Fys.org