Optik Komputer : Optikal transistor Terbuat Dari Molekul Tunggal

ScienceDaily (July 3, 2009) - Peneliti "ETH Zurich" telah berhasil membuat transistor optik dari satu molekul. Ini telah membawa mereka satu langkah lebih dekat ke salah satu optik komputer.

Koneksi internet dan komputer perlu di-lamanya lebih cepat dan lebih kuat saat ini. Namun, pusat pengolahan konvensional unit (CPU/Prosessor) membatasi kinerja komputer, misalnya karena mereka menghasilkan banyak jumlah panas. Jutaan transistor yang beralih dan memperkuat sinyal elektronik di dalam CPU ini untuk bertanggung jawab. Satu sentimeter persegi dari CPU dapat memancarkan hingga 125 watt panas yang lebih dari sepuluh kali sebanyak satu sentimeter persegi dari listrik kompor listrik.

Foton, bukan elektron

Ini sebabnya kenapa para ilmuwan telah mencoba untuk beberapa waktu untuk menemukan cara untuk memproduksi sirkuit terpadu yang beroperasi berdasarkan foton, bukan elektron. Sebabnya adalah bahwa foton tidak hanya menghasilkan banyak panas yang lebih sedikit dibandingkan elektron, tetapi mereka juga sangat tinggi memungkinkan kecepatan transfer data.

Meskipun sebagian besar bagian dari teknik telekomunikasi saat ini didasarkan pada sinyal transmisi optik, yang diperlukan encoding dari informasi yang dihasilkan dengan menggunakan kontrol elektronik aktif. transistor optik kompak masih lama mati. Vahid Sandoghdar, Profesor di Laboratorium Kimia Fisik dari ETH Zurich, menjelaskan bahwa, "Membandingkan negara yang sekarang ini dengan teknologi elektronika, kami agak dekat dengan tabung amplifier hampa yang di sekitar tahun limapuluhan lalu 'sirkuit terpadu' kami hari ini. "

Namun, grup penelitiannya yang telah dicapai oleh menentukan pemecahan berhasil membuat optik transistor dengan satu molekul. Untuk ini, mereka telah menggunakan fakta bahwa energi molekul terkuantisasi; ketika laser cahaya yang menembak molekul yang ada di dalam keadaan dasar, cahaya diserap. Akibatnya, sinar laser terpadamkan. Sebaliknya, adalah mungkin untuk melepaskan energi diserap lagi dalam target dengan cara kedua lampu sorot. Hal ini terjadi karena perubahan pada keadaan kuantum molekul, dengan akibat bahwa sorot cahaya memperkuat. Ini disebut merangsang emisi, Albert Einstein yang menjelaskan lebih dari 90 tahun yang lalu, juga membentuk dasar bagi prinsip laser.

Memfokuskan pada skala nano

Jaesuk Hwang, pertama penulis kajian ilmiah dan anggota Sandoghdar dari grup nano-optik, menjelaskan bahwa, "amplifikasi dalam laser konvensional dicapai oleh banyaknya jumlah molekul." Dengan berfokus pada sebuah laser pada satu molekul kecil, ilmuwan ETH Zurich telah mampu menghasilkan emisi perangsang menggunakan hanya satu molekul. Mereka membantu dalam hal ini dengan fakta bahwa, pada suhu rendah, molekul tampaknya nyata meningkatkan permukaan daerah untuk berinteraksi dengan cahaya. Para peneliti itu memerlukan pendinginan molekul sampai dibawah minus 272 derajat Celsius (minus 457,6 derajat Fahrenheit), yakni satu derajat di atas nol mutlak. Dalam hal ini, memperluas permukaan di sekitar kawasan berhubungan dengan diameter yang difokuskan laser.

Penggantian cahaya oleh cahaya

Dengan menggunakan satu laser untuk menyiapkan keadaan kuantum satu molekul yang dikontrol dalam mode, ilmuwan dapat dengan signifikan melemahkan atau memperkuat kedua laser. Modus operasi ini identik dengan sebuah transistor konvensional, di mana listrik yang potensial dapat digunakan untuk memodulasi sinyal kedua.

Dengan demikian komponen seperti transistor molekul tunggal dapat juga membuka jalan untuk komputer kuantum.Sandoghdar mengatakan, "Banyak tahun lagi penelitian akan tetap diperlukan sebelum mengganti foton elektron dalam Transistor.Sementara itu, para ilmuwan akan belajar untuk memanipulasi dan mengontrol sistem kuantum pada yang ditargetkan, menggerakkan mereka secara lebih dekat kepada mimpi tentang sebuah komputer kuantum. "