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世界上最小的光晶体管问世 打破尺寸记录

新闻来源:    点击数:160    更新时间:2010-3-1 15:51:23    收藏此页

        来自瑞士的研究人员日前制作出号称是“世界上最小的光晶体管”——仅由一个单一染料分子组成。该器件的问世意味着又朝全光电路和光子计算应用迈出重大一步。自从1960年第一个激光器问世以来,科学家和工程师一直梦想着用光子取代电子来制作“电路”,在这里,玻璃纤维或波导将扮演电缆或线路的角色,用来传导光,而光开关、晶体管和二极管也将被用到,光子集成电路相比传统的电子集成电路具有很多明显优势,包括信号屏蔽性,速度更快,散热更是少,带宽更大,更低串扰等。遗憾的是,到目前为止,光子集成电路依然离桌面计算机和其他日常应用相差甚远,主要原因是这些电路需要在纳米级(Nanoscopic,1~100nm )的空间内控制光子,要做到这一点非常困难。另外,将光束有效混合(将一个光束能量转移到其他光束上)也需要macrosized的晶体。
        尽管如此,光子集成电路研发的脚步并没有停止,最近纳米光学研究突飞猛进,让人们看到新的希望。来自瑞士联邦理工学院(Swiss Federal Institute of Technology,ETH Zurich)的研究人员最近宣布,已利用单分子(molecule)开发出一种光学晶体管。透过将激光束集中在单分子上,ETH Zurich的科学家只用单个分子就产生激光运作的基本条件──受激发射(stimulated emission)。由于在低温下,分子会增加它们的外表面积(apparent surface area)来跟光线互动,因此研究人员将分子冷却到摄氏零下272度,也就是只比绝对零度高1度。
                                  

                                                 两条光束瞄准单分子                                                          光晶体管示意图
        在受控制的模式下,利用一道激光束来让单个分子进入量子态(controlled fashion),研究人员如此能明显的缩减或是放大第二道激光束。这种运作模式与传统的晶体管如出一辙;晶体管内的电位(electrical potential)能用来调变第二个信号。不过ETH Zurich并未透露其单分子的化学方程式。由于其性能与散热效能的优势,光子运算技术是科学家们长期追求的目标;光子(photon)不仅发热比电子少,也能达到高出相当多的数据传输速率。不过光通讯技术却只能逐步地从长距离通讯,进展到短距离通讯,再进入单系统中。(摘自:光电新闻网)

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