Решающие исследования были выполнены учеными из швейцарского Источника света (SLS) в PSI, и их результаты недавно появились в научном журнале Physical Review Letters. Исследование было поддержано швейцарским Национальным научным фондом (SNSF).
В 1965, Гордон Мур предложил закон, заявляя, что поверхностная плотность транзисторов в компьютерных микросхемах — и следовательно их вычислительная мощность — удвоятся каждые два года. Этот закон, оказалось, был действителен с начала цифрового века; то есть, начиная с введения первых интегральных схем для микропроцессоров, в 1960. Однако, несмотря на увеличивающееся число транзисторов в компьютерных микросхемах, так же как другие успехи, которые были сделаны, эффективность работы процессоров, не были в состоянии следовать за Законом Мура в течение прошлого десятилетия, и специалисты теперь говорят о Промежутке ‘Мура’. Причина этого состоит в том, что у современного жареного картофеля есть больше ядер — отдельные процессоры — который может только относительно медленно общаться друг с другом, используя современную технологию.
«Фактически, мы действительно знаем путь, которым может быть преодолен этот разрыв. Ключевое понятие — «оптическая передача данных» между различными ядрами на чипе,» объясняет Ганс Сигг, ученый PSI. «Это означает частично передавать информацию в чипе при помощи лазерного пульса, который значительно ускорил бы информационный обмен.» Чтобы сделать это, крошечные лазеры необходимы, который может быть встроен в жареный картофель, чтобы отослать световые импульсы. Они, однако, до сих пор не были доступны.
Крошечные лазеры германия должны сделать жареный картофель быстрее
Исследовательская группа Сигга, вместе с коллегами из Цюриха ETH и Политекнико ди Милано, теперь была в состоянии продемонстрировать, что германий, при определенных условиях, может функционировать как лазерный материал. «Лазеры германия могли добиться прогресса, возможного здесь, потому что германий может быть с готовностью объединен с Кремнием, который является основным материалом, из которого сделан жареный картофель. Сам кремний не может излучать свет и может едва быть объединен с любым доступным лазерным материалом,» указывает Sigg.
В их исследованиях, которые были выполнены в швейцарском Источнике света (SLS) в PSI, исследователи исследовали те свойства Германия, которые важны для поколения лазерного света, и сравнили их с таковыми из в настоящее время доступных лазерных материалов. «Мы стимулируем материал посредством мощного лазера и одновременно наблюдаем появление изменений, используя инфракрасную радиацию от SLS,» объясняет докторант Питер Фридли, который выполнил решающие эксперименты вместе с ученым Ли Кэролом. «Чтобы сделать это, мы использовали факт, что эти световые импульсы — только 100 пикосекунд (то есть 0.1 миллиардных части секунды) долго, разрешая нам следовать за соответствующими процессами в материале; то есть, поведение электронов в различных пунктах вовремя.»
Германий должен быть искажен
«Наши результаты, с одной стороны, ободрительны, потому что германий ведет себя так же к традиционным лазерным материалам, и поэтому возможность его излучающий свет не может быть исключена,» говорит Сигг с энтузиазмом, «но с ограничением, что баланс между увеличением и потерей все еще настолько неблагоприятен в слоях германия, исследуемых до сих пор, что материал еще не выполняет условие для того, чтобы излучать лазерный свет.» Но было продемонстрировано, что к этому условию можно более близко приблизиться, больше германий подвергнут напряжению, используя внешнюю силу. Исследователи надеются достигнуть необходимых условий для германия в последующем проекте. Для этого они будут использовать новую технологию, которая позволяет напряжению быть очень увеличенным.
Эта научно-исследовательская работа была поддержана швейцарским Национальным научным фондом (SNSF).