Австралийцы подвели полупроводниковую базу под органические компьютеры будущего
Сейчас, в эпоху борьбы за экологию ученые озаботились созданием органических материалов для электроники будущего. Естественно, не обошлось без влияния производителей, осознавших, что в скором времени разлагаемую электронику можно будет продавать гораздо успешнее, чем обычную.
Важным шагом на пути создания мощных и при этом быстроразлагаемых вычислительных устройств ученые из австралийского национального университета (The Australian University, ANU) назвали обнаруженные ими свойства полностью органического и при этом еще и гибкого полупроводника. Издании Nature поясняет, что речь идет о тончайшей пленке пентацена (полициклический ароматический углеводород, молекула которого состоит из пяти выстроенных в линию конденсированных бензольных колец), где ученым удалось зафиксировать «сверхизлучение» экситонов (квазичастиц с квантовыми свойствами, состоящих из пары в виде электрона и «дырки» - места в атоме, в котором не хватает электрона).
Дальний и быстрый перенос когерентных экситонов важен для разработки высокоскоростных экситонных схем и приложений для квантовых вычислений. Впервые обнаруженный такого рода «супертранспорт» экситонов в атомарно тонком двумерном органическом полупроводнике и при комнатной температуре дает повод авторам исследований называть свой материал – строительным блоком для электроники будущего. Под электроникой понимается очень широкий спектр устройств, от нынешних, тех, где применяются OLED-технологии, до квантовых компьютеров более далекого будущего.
«Обычные устройства работают на электричестве, но этот материал позволяет нам использовать свет или фотоны, которые распространяются гораздо быстрее», - сказал доктор Шарма (Sharma).
«Возможности, которые мы наблюдали в этом материале, могут помочь нам создать сверхбыстрые электронные устройства», - заявил процессор Ларри Лу (Larry Lu). - «Теперь у нас есть идеальный строительный блок для гибкой электроники следующего поколения».
Любопытно, что экситоны были впервые предсказаны и экспериментально изучены именно советскими учеными. В теории их существование объяснил в 1930 годах Яков Френкель. Основной класс экситонов с тех пор так и называется – экситоны Френкеля. К ним позднее добавились более удаленные пары электронов и дырок, названные экситонами Ванье-Мотта (по фамилиям описавших их свойства ученых).
Впервые экспериментально обнаружить экситоны удалось в начале 1950-х годов Евгению Гроссу и его аспиранту Нури Каррыеву. Жаль, что коллеги открытию почему-то не поверили. Статью об этом долгое время не хотели публиковать, и даже, по некоторым данным, упорствующего Гросса понизили из-за нее в звании. Но, к счастью, временно. Тем более, что через 10 лет на экситонах уже вовсю строили карьеру профессора из Гарварда, на которых сегодня, как правило, ссылаются современные зарубежные исследователи этого направления науки.
Тем временем в Австралии, в отличие от СССР, не стали сходу гнобить своих экспериментаторов. Более того в Национальном университете, гордятся своими ноу-хау и заявляют о том, что поскольку новый экситоновый полупроводник сделан только из углерода и водорода, это означает, что устройства на его основе могут подвергаться биологическому разложению или легко перерабатываться. «Что позволяет избежать тонн отходов, генерируемых электронными устройствами текущего поколения», - заявил доктор Шарма. Он также пояснил, что, несмотря на то, что до выпуска органических суперкомпьютеров еще далековато, сделан очень важный шаг на этом пути.
Опубликовано 16.07.2020