1947 წლის დეკემბერში ნიუ ჯერსიში მცხოვრებმა მეცნიერებმა პირველი ტრანზისტორი გამოცადეს. შესაძლოა, იმ მომენტში მეცნიერებს მისი მნიშვნელობა ბოლომდე არ ესმოდათ, მაგრამ ტრანზისტორმა ტექნოლოგიურ რევოლუციასა და ახალ მსოფლიოს ჩაუყარა საფუძველი. მისი საშუალებით, კომპიუტერებისა და სხვა ციფრული მოწყობილობების განვითარება გახდა შესაძლებელი.
ახალი კვლევა, რომელსაც ნორსისტერნის უნივერსიტეტის მეცნიერები ხელმძღვანელობენ, ტრანზისტორების ახალ ერას გვაცნობს. ეს გაუმჯობესებული ტრანზისტორი “მეტალის დამალულ მდგომარეობას” იყენებს. იგი მოწყობილობას ელექტროგამტარიდან საიზოლაციო რეჟიმზე მყისიერად გადართვის საშუალებას აძლევს.
კვლევის ავტორების თქმით, თუ ოდესმე ინჟინრები მსგავსი მოწყობილობების მასობრივ წარმოებას დაიწყებენ, ელექტროტექნიკაში სილიკონის კომპონენტის საჭიროება გაქრება. ასე მათი მუშაობის სიჩქარე ათასჯერ გაიზრდება.
“პროცესორები ახლა გიგაჰერცებში (მილიარდი ჰერცი) მუშაობს. მეტალის ამ კვანტური მდგომარეობის შედეგად მიღებული სიჩქარე კი ტერაჰერცებში (ტრილიონი ჰერცი) ფუნქციონირების საშუალებას მოგვცემს”, — აცხადებს კვლევის ავტორი ალბერტო დე ლა ტორე ნორსისტერნის უნივერსიტეტიდან.
ამ ტექნოლოგიური გარღვევის საფუძველი ტანტალის დისულფიდია (1T-TaS2). მკვლევრებმა “თერმული გაგრილების” ტექნიკის გამოყენებით კვანტური მასალა ელექტროგამტარიდან საიზოლაციო მდგომარეობაში მყისიერად გადაიყვანეს. “თერმული გაგრილება” მასალის კრიტიკულ ტემპერატურამდე გაცხელებასა და შემდეგ მის ძალიან სწრაფად გაგრილებას გულისხმობს. ამის შედეგად ე.წ. “მეტალის დამალული მდგომარეობა” საიზოლაციო თვისებებთან ერთად შენარჩუნდა.
“მთავარი იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ სისტემა ფაზურ გარდატეხამდე გავაცხელოთ და შემდეგ ისე სწრაფად გავაგრილოთ, რომ მან სრულად გადაჯგუფება ვერ მოასწროს”, — აღნიშნა დე ლა ტორემ.
როდესაც ტანტალის დისულფიდის კრისტალური ბადეს, დაახლოებით 153°C/წმ-ის სიჩქარით ვაგრილებთ, ე.წ. თერმული გაგრილება იწყება. ამ დროს ელექტრონები ზოგიერთ არეებში გროვდება, დანარჩენებში კი ფართოდ იფანტება. შედეგად ტალღოვანი სტრუქტურა წარმოიქმნება, რომელსაც დამუხტულობის სიმკვრივის ტალღა (CDW) ეწოდება. მისი ზოგიერთი ფაზა ელექტროგამტარია, ზოგი კი — საიზოლაციო.
თანამედროვე ელექტრონული მოწყობილობები, როგორც წესი, როგორც გამტარ, ასევე საიზოლაციო მასალებს საჭიროებს. ეს კვანტური მასალა კი ამ საჭიროებას პრაქტიკულად აუქმებს, რადგან ის ორივე ფუნქციას ერთდროულად ასრულებს.
მასალის მდგომარეობა სინათლის მეშვეობით იცვლება. ანუ გამტარიდან საიზოლაციო მდგომარეობაზე გადართვა ჩვეულებრივი დენით კი არა, სინათლის იმპულსებით ხდება, რაც პროცესს ბევრად სწრაფს ხდის.
“ვისაც კომპიუტერი გამოუყენებია, ყველას გამოუცდია ის მომენტი, როცა რაღაცის ჩატვირთვას ძალიან დიდი დრო სჭირდება. სინათლეზე სწრაფი სამყაროში არაფერია და ჩვენ სწორედ მას ვიყენებთ იმისთვის, რომ მასალის თვისებები მაქსიმალური სიჩქარით ვაკონტროლოთ”, — ამბობს კვლევის თანაავტორი გრეგორი ფიერტე.
ტრანზისტორებისა და სილიკონის კომპონენტების ეპოქამ მსოფლიო საგრძნობლად შეცვალა. 80 წლის წინანდელი გამოგონება შესაძლოა, მხოლოდ ერთ-ერთი საფეხური აღმოჩნდეს სუბატომური სამყაროს ათვისებისკენ. სილიკონის ფირფიტების ტრანზისტორებზე განლაგების მეთოდმა თავისი შესაძლებლობები ამოწურა და როგორც კვლევის ავტორები ამტკიცებენ, დადგა დრო, რომ ახალ ტექნოლოგიაზე გადავერთოთ.
ეს ნაშრომი ჟურნალ Nature Physiscs-ში გამოქვეყნდა.
· გადახედვა მეცნიერება როგორ მოქმედებს ზედმეტი ძილი ჩვენს ჯანმრთელობაზე — კვლევა როგორ მოქმედებს ზედმეტი ძილი ჩვენს ჯანმრთელობაზე — კვლევა
· გადახედვა მეცნიერება მეცნიერებმა ფოტოსინთეზის შესახებ ათწლეულების საიდუმლო ამოხსნეს მეცნიერებმა ფოტოსინთეზის შესახებ ათწლეულების საიდუმლო ამოხსნეს
