Dolar 9,2934
Euro 10,8291
Altın 531,11
BİST 1.426
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

Pencereden aynaya: Yeni malzeme daha hızlı bilgi işlemin yolunu açıyor

18.03.2021
131
Pencereden aynaya: Yeni malzeme daha hızlı bilgi işlemin yolunu açıyor

Cambridge Üniversitesi’ndeki Cavendish Laboratuvarı tarafından yürütülen araştırma, geleceğin bilgisayarları için en büyük iki zorluk olan hız ve enerjinin üstesinden gelmeye yardımcı olabilecek bir malzeme belirledi.

Günümüz bilgisayarlarının sınırlarının ötesine geçmek için hesaplama için elektrik yerine ışığı kullanmak gibi ışık temelli bilgi işlem alanındaki araştırmalar hızla ilerliyor ve isteğe göre ışığı yansıtan veya ileten “kapalı”ancak ışığın kolayca ‘açılacağı’ süreç olan optik anahtarlamanın geliştirilmesinde engeller var olmaya devam ediyor..

Ta2NiSe5 olarak bilinen bir malzemenin kısa bir lazer darbesiyle vurulduğunda saniyenin katrilyonda biri kadar bir sürede bir pencere ile ayna arasında geçiş yapabilir, bu da geleceğin bilgisayarlarında ultra hızlı anahtarlamanın geliştirilmesinin yolunu açar.

Materyal bir kurşun kalem parçası gibi görünür ve oda sıcaklığında bir izolatör görevi görür, bu da, kızılötesi ışığın bu izolasyon durumunda materyale çarptığında, bir pencere gibi doğrudan içinden geçtiği anlamına gelir. Ancak ısıtıldığında malzeme ayna gibi davranan ve ışığı yansıtan bir metale dönüşür.

Ta2NiSe5 olduğunu biliyorduk Cavendish Laboratuvarı’nda Harding Üniversitesi Öğretim Görevlisi Dr. Akshay Rao, ısıtıldığında bir pencere ile ayna arasında geçiş yapabilir, ancak bir nesneyi ısıtmak çok yavaş bir süreçtir, “dedi. -15 saniye kısa bir lazer darbesinin bu ‘dönüşü’ yalnızca 10 dakikada tetikleyebilmesidir. Bu, mevcut bilgisayarlarımızdaki anahtarlardan milyonlarca kat daha hızlı. ”

Araştırmacılar, 1960’larda ilk kez kuramsallaştırıldığından beri deneysel olarak zor olan, ‘eksitonik yalıtkan‘ adı verilen yeni bir madde aşamasının varlığını göstermek için malzemenin davranışını araştırıyorlardı.

Rao, “Bu eksitonik yalıtım aşaması birçok yönden çok normal bir yalıtkan gibi görünüyor, ancak alışılmadık ve sıradan bir yalıtkanı ayırt etmenin bir yolu, metal haline gelmesinin tam olarak ne kadar sürdüğünü görmektir” dedi. “Normal madde için, bir yalıtkandan metale geçmek, bir buz küpünü eritmek gibidir. Atomların kendileri konumlarını değiştirip yeniden düzenleyerek onu yavaş bir süreç haline getirir. Ancak bir eksitonik yalıtıcıda, bu çok hızlı gerçekleşebilir çünkü atomların kendileri fazları değiştirmek için hareket etmemiz gerekiyor. Bu geçişin ne kadar hızlı gerçekleştiğini ölçmenin bir yolunu bulabilirsek, potansiyel olarak eksitonik yalıtkanın maskesini kaldırabiliriz. ”

Bu deneyleri yapmak için, araştırmacılar önce malzemeyi bozmak ve ardından yansımasının nasıl değiştiğini ölçmek için bir dizi çok kısa lazer darbesi kullandılar. Oda sıcaklığında, güçlü bir lazer darbesiyle vurulduğunda, metalik durumun imzalarını hemen sergiledi ve çözebileceklerinden daha hızlı bir zaman ölçeğinde bir ayna haline geldi. Bu, eksitonik yalıtım doğası için güçlü kanıtlar sağladı.

Yine Cavendish Laboratuvarı’ndan Hope Bretscher, “Bu çalışma yalnızca malzemenin kamuflajını ortadan kaldırmakla kalmaz, olağandışı kuantum mekanik davranışına yönelik daha fazla çalışma başlatır, aynı zamanda bu malzemenin ultra hızlı bir anahtar olarak hareket etme konusundaki benzersiz yeteneğini de vurgular,” dedi. “Aslında, optik anahtarın etkili olabilmesi için, yalnızca yalıtımdan metal faza hızlı bir şekilde geçmesi değil, aynı zamanda ters işlemin de hızlı olması gerekir.

“Boğayı diğer aday anahtar malzemelerinden çok daha hızlı bir şekilde yalıtım durumuna geri döndü. Bu aynadan pencereye geçme, tekrar aynalama yeteneği, onu bilgi işlem uygulamaları için son derece cazip hale getiriyor.”

“Bilim, karmaşık ve gelişen bir süreçtir – ve bu tartışmayı bir adım ileriye taşıyabildiğimizi düşünüyoruz. Artık bu malzemenin özelliklerini daha iyi anlayabiliyoruz, aynı zamanda bunun için ilginç bir potansiyel uygulamayı da ortaya çıkardık,” Bangalore’daki Hindistan Bilim Enstitüsü’nden ortak yazar Profesör Ajay Sood dedi.

“Ta2NiSe5 ile pratik olarak kuantum anahtarları üretirken Rao, bilgisayarın hızına ve enerji kullanımına yönelik artan zorluğa yeni bir yaklaşım belirlemiş olmak, hala uzun bir yol olabilir,” dedi.


Daha fazla bilgi:
Hope M. Bretscher ve diğerleri, Eksitonik yalıtkan Ta2NiSe5‘da ultra hızlı erime ve kolektif düzenin geri kazanılması, Doğa İletişimi (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-21929-3

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.