Исследователи из Технологического института штата Джорджия Р. Диксон и Т.-Х. Ли создали новое оптоэлектронное устройство на основе серебряных нанокластеров, с помощью которого им удалось выполнить логические операции. Устройство отличается тем, что вход у него электронный, а вот выход - оптический, который может считываться без всяких электрических контактов.

Обычно логические операции, такие, как НЕТ, И и ИЛИ, выполняются посредством полупроводниковых устройств. Однако в данном случае существуют принципиальные ограничения на размеры электрических цепей. Диксон и Ли полагают, что в случае оптического выхода таких ограничений не существует.

В эксперименте нанокластеры создавались путем пропускания тока через тонкую оксидированную серебряную пленку. Миграция электронов вызывала появление узлов разрывов. Вдоль этих разрывов и формировались нанокластеры, состоящие из 2-8 атомов серебра. Замечательным свойством таких нанокластеров оказалось то, что они имеют строго определенные энергетические уровни и поэтому излучают свет только при специфическом напряжении приложенного электрического поля.

Управление устройством осуществлялось с помощью двух электрических импульсов, причем второй запаздывал на 4 наносекунды относительно первого. Первый импульс служил для концентрации дырок вблизи атомов серебра. Второй же переводил электроны на дискретные энергетические уровни нанокластера. Такая комбинация импульсов приводила к возникновению тока. Свет излучается после рекомбинации электронов и дырок в каждом нанокластере. Считывая выходной свет, можно было складывать импульсы вместе и, таким образом, выполнять простую, но важную операцию сложения. А использованием разных импульсов можно было заставить нанокластеры действовать как логические вентили типа "on-off" с фукциями И, ИЛИ и НЕТ.

Теперь ученые работают над тем, чтобы построить устройство с большим числом нанокластеров, которое позволяло бы выполнить и более сложные логические операции.

Результаты опубликованы 18 марта в Proceedings of the National Academy of Sciences. Пресс-релиз размещен на сайте Технологического института штата Джорджия: gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/nanocomputing.htm.

Сергей САНЬКО,
q-n-q@kv.by