جهش انقلابی در صنعت تراشه‌ها: کنترل مواد با نور برای افزایش سرعت پردازش

در قلب این فناوری، ماده‌ای کوانتومی با ساختار لایه‌های به نام ۱T-TaS₂ قرار دارد. ماده‌ای که دارد در پاسخ به تغییرات دما و نور، به‌عتسر بین دو حالت عایق و رسانای الکتریکی تغییر وضعیت می‌دهد. این ویژگی برای عملکرد ترانزیستورها ـ که از اجزای بنیادی تراشه‌های پردازنده به‌شمار می‌روند ـ حیاتی است.

تیم پژوهشی به سرپرستی دکتر گرگوری ویتی ، فیزیکدان دانشگاه نورث‌ایسترن ، اعلام کرد که در این تحقیق از فرآیند موسوم به «خاموش‌سازی حرارتی» بهره گرفته شده است. در این روش، ماده با سرعتی محاسبه‌شده تحت پروسه گرم و سرد شدن قرار می‌گیرد تا حالت کوانتومی حفظ شود و از فروپاشی آن جلوگیری شود.

نکته قابل توجه آن است که این تغییرات الکترونیکی در شرایط عملیاتی و بدون نیاز به دماهای فوق‌العاده پایین قابل اجرا هستند. موضوعی که امکان بهره برداری از این فناوری را در آینده‌های نه‌چندان دور افزایش می‌دهد.

به گفته دکتر ویتی، کنترل سریع و دقیق خواص مواد، یک جهش بنیادین در عرصه الکترونیک به شماره می‌رود. وی اظهار داشت: «هیچ چیزی سریع‌تر از حرکت نور نمی‌کند، و ما از همین ویژگی برای کنترل ماده با بیش‌ترین سرعتی که قوانین فیزیک اجازه می‌دهند، استفاده کرده‌ایم.»

با وجود آن‌که این فناوری هنوز در مراحل آغازین توسعه قرار دارد، اما شروع عصری تازه در مسیر تولید قطعات الکترونیکی از مواد جایگزین سیلیکون به شماره می‌آید؛ به‌ویژه در شرایطی که به مرزهای فیزیکی سیکل نزدیک شده است.

پژوهشگران بر این باورند که این می‌تواند بنیانی برای آینده محاسبات و فناوری‌های ذخیره‌سازی الکترونیکی ارائه و ابزار نوینی را در اختیار تولیدکنندگان قرار دهد. ابزارهایی که زمینه‌سازی طراحی تراشه‌هایی با کارایی بالاتر و سرعتی چشمگیرتر خواهند بود. به گفته آنها، این تحول می‌تواند در سال‌های پیش‌رو، تغییرات اساسی در عملکرد گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها ایجاد کند.