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
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Дэвид Алмонд«Вырасти — это понять, что родители были неправы»
Дэвид Алмонд о том, как опасно быть взрослым
Гудбай, Берлин
Десять лучших фильмов главного фестиваля зимы
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды