国际科研团队近日取得重大突破,成功研制出运算速度达拍赫兹级别的光电晶体管。这项由美国亚利桑那大学主导的研究成果,标志着计算技术即将迎来革命性变革。
电子展了解到,研究团队创新性地采用超短光脉冲技术,在石墨烯材料中实现了电子的量子隧穿效应。通过精确控制持续时间仅638阿秒的激光脉冲,科学家们成功观测到电子以近乎瞬时的速度穿越物理障碍的现象。这一突破性发现被详细记录在新出版的《自然·通讯》期刊上。
"这项技术的运算速度有望达到现有顶级处理器的百万倍级别,"项目负责人表示,"它将彻底改变我们现有的计算模式。"
研究过程中,科学家们对石墨烯的电导特性进行了深入探索。这种单原子层厚度的碳材料在激光激发下会产生电子流动,但常规条件下这些电流会相互抵消。通过特殊处理,研究团队成功捕捉到了电子隧穿的关键瞬间。
电子展了解到,为实现这一创举,研究人员在商用石墨烯光电晶体管中加入了特制的硅基材料层。这种创新设计使得晶体管能够在常温常压下稳定工作,为实际应用铺平了道路。
专家指出,这项突破恰逢其时。在人工智能技术快速发展的今天,硬件性能已成为制约技术进步的关键因素。拍赫兹级晶体管的问世,将有效解决当前计算能力不足的瓶颈问题。
该技术预计将在多个领域产生深远影响:
·航天科技:大幅提升航天器计算能力
·医药研发:加速分子模拟和药物设计
·材料科学:推动新型材料发现进程
·气候模拟:增强复杂气候模型的运算精度
这项研究成果不仅突破了传统晶体管的物理极限,更为下一代计算设备的研发指明了方向。随着技术的不断完善,人类或将迎来计算能力的新纪元。
文章来源:科技日报