Физики создали оптический транзистор из одной молекулы

Новый транзистор глазами художника. Изображение с сайта ethlife.ethz.ch

Физики создали транзистор, состоящий из одной молекулы. Устройство усиливает или ослабляет сигнал только при помощи фотонов, без участия электронов. До сих пор ученым не удавалось создать подобных систем. Подробно изобретение описано в статье в журнале Nature. Краткая характеристика приведена в пресс-релизе на сайте Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Транзистором называют электронный прибор, который позволяет при помощи входного сигнала управлять током в электрической цепи. Транзисторы являются ключевыми элементами огромного количества технических устройств, в частности, компьютеров. Существующие транзисторы работают на электронах, и при их функционировании выделяется большое количество тепла.

С момента появления первых транзисторов инженеры искали возможность "приспособить" для работы в транзисторах фотоны. Однако до настоящего времени не было разработано эффективных систем, позволяющих управлять их движением на наноуровне. Швейцарские физики создали прототип такого оптического транзистора, состоящий из одной молекулы красителя.

Краситель может находиться в двух состояниях - основном и возбужденном, причем во втором случае молекула красителя способна испустить фотон (при этом краситель переходит в основное состояние). Идея ученых заключалась в следующем: находясь в возбужденном состоянии и испуская фотон, молекула красителя усиливает направленный на него луч. В основном состоянии краситель только поглощает часть излучения. Чтобы управлять исходным состоянием красителя, исследователи воспользовались вторым лучом. Когда второй луч переводит краситель в возбужденное состояние, первый луч усиливается, когда второй луч отсутствует, нет и усиления первого.

Второй луч должен точно попадать на молекулу красителя. Хаотические движения молекул красителя в органическом растворителе были исключены посредством охлаждения системы до одного кельвина (минус 272 градуса Цельсия).

Благодаря своим крошечным размерам, новый транзистор позволяет создавать сложные электрические контуры на маленьких чипах. Тем не менее, до практического применения разработки еще очень далеко. Основным недостатком оптического транзистора является его рабочая температура, которая соответствует температуре космического пространства.

Совсем недавно американским физикам удалось создать "обычный" транзистор, также состоящий из одной молекулы.

Обсудить
Больно, но полезно
Китай готовится к реформе госкорпораций, чреватой социальным взрывом
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса
Тест: когда появились «поворотники» и ночное видение?
Непроходимый тест на знание истории… автомобиля!
Самые доступные семейные машины
Восемь недорогих автомобилей на семь и более мест
Невспаханная «Нива»
12 модификаций легендарного внедорожника, о которых вы не знали
Они из будущего
Объясняем, почему «Мерседесы» выглядят так, как выглядят, и какими они станут
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше