Углерод вместо кремния в компьютерах будущего?

Компьютеры будущего

Как можно заменить кремний на углерод в компьютерах будущего

Исследователи в области физики и химии создали инновационную систему для компьютеров будущего, которая способна работать на углеродной основе, без использования кремния. К преимуществам такого компьютера, в составе которого находятся новые транзисторы, можно отнести: высочайший уровень производительности. Конструкционно подобные системы для вычислений существенно отличаются от подобных, привычных кремниевых.

Как будет работать углеродный компьютер будущего

Инженер Эрик Джонссон, работающий в Школе инженерных, компьютерных наук при Университете Техаса, создал уникальную компьютерную систему, работающую на углеродной основе, он считает, что в недалеком будущем углерод способен заменить кремниевые транзисторы, которые сейчас работают в современных гаджетах. Стоит отметить, что большую часть исследований и экспериментов разработал и провел профессор компьютерных и электрических технологий доктор Джозеф Фридман, еще во времена докторантуры Северо-Западного Университета. В результате исследовательской деятельности и появилась, что называется, на бумаге, система компьютера, которая базируется на использовании углерода в логике компьютера. Сам профессор абсолютно уверен: подобные компьютерные системы станут значительно меньше, чем нынешние, в основу которых входят кремниевые транзисторы.

Сегодняшние электронные гаджеты работают на транзисторах – крошечных кремниевых структурах, которые дают возможность электронам, которые заряжены отрицательно, формировать электроток, проходя сквозь кремний. Транзистор – это своего рода свитч (переключатель), включающий и выключающий токопроводность. Кроме способностей проводить электрозаряд, электроны также обладают магнитными свойствами, называемые спином. Для того, чтобы создать новые классы транзисторов для современных девайсов, инженеры-физики внимательно изучают возможности применения спинов электронов. Данное направление в науке получило название спинтроника или спиновая электроника.

Спинтронный углеродный свитч, как предполагает Джозеф Фридман, должен функционировать как логический шлюз, работать он будет на основе принципа электромагнита – заряд электричества, при прохождении через провода, создает электромагнитное поле, охватывающее данный провод. При этом магнитное поле, окружающее двухмерную углеродную ленту (графеновая нанолента), способно оказывать влияние на электроток, который идет сквозь ленту. Кремниевые транзисторы, которые находятся в наших компьютерах, не способны произвести данный феномен, так как их соединение происходит при помощи проводов: выход одного транзистора связан со входом в следующий проводом, то есть, каскадное соединение.

Конструкция спинтронной микросхемы будущего

Конструкция, которую предложил Джозеф Фридман – это электроны, которые проходят сквозь нанотрубку из углерода, способные создавать магнитные поля. Эти поля оказывают определенное влияние на токопроводность в наноленте из графена, таким образом, обеспечивается не физическое соединение каскадных логических шлюзов. В связи с тем, что графеновые наноленты взаимодействуют между собой не физическим движением электронов, а при помощи магнитных волн, профессор считает, что скорость при таком взаимодействии будет значительно и намного выше, появится возможность исчислять тактовую частоту в терагерцах. Также, что немаловажно для будущих девайсов: углеродные «детали» буду иметь меньший размер, чем нынешние, кремниевые, просто исходя из свойств кремния и углерода.

Необходимо особо отметить для любителей новых разработок и ультрасовременных девайсов – создана на сегодняшний день лишь одна компьютерная система, но исследования продолжаются и пока еще, к сожалению, находятся на стадии «рисунок на школьной доске». Но работа продолжается, и надеемся, что скоро нам будет представлен работающий прототип называемый сейчас углеродная каскадная спинтронная компьютерная система. На данный момент над ней продолжают работать в лаборатории «NanoSpinCompute» (Даллас, Техас).

 

Прокрутить вверх