Pozrite si
Hoci sme si už dávno zvykli na taktovacie frekvencie procesorov rádovo v gigahertoch, existujú už experimentálne tranzistory, ktoré zvládnu aj omnoho vyššie frekvencie – desiatky, ba aj stovky GHz. Procesory a pamäte počítačov blízkej budúcnosti však siahajú po ešte vyšších métach.
Možno to bude síce úplne nová podoba elektroniky – spintronika, ale čipy novej generácie budú pravdepodobne schopné pracovať s terahertzovými vlnami. Ide o pásmo elektromagnetického vlnenia medzi mikrovlnným a infračerveným žiarením, nazývané aj T-lúče, alebo terahertzové žiarenie.
Čo je terahetzové žierenie?
Je to časť elektromagnetického spektra od 300 GHz do 3THz, čomu zodpovedá vlnová dĺžka od 1000 do 100 mikrometrov (1 – 0,1 mm). Toto žiarenie dobre preniká cez rôzne materiály, pohlcuje ho však voda. Keďže je na rozdiel od röntgenového žiarenia neionizujúce, dá sa používať na skenovanie osôb bez zdravotných rizík.
Kvôli obsahu vody síce nepreniká hlboko cez organické tkanivá, ale dá sa pre niektoré účely využiť aj na zdravotnícke snímkovanie.
Princíp ovládania spinu pomocou anizotropného krútiaceho momentu indukovaného terahertzovým žiarením (atómy kyslíka nie sú kvôli prehľadnosti zobrazené).
Po vyvinutí systémov detekcie sa začali asi od roku 2010 terahertzové lúče využívať v letiskových skeneroch pri osobných prehliadkach. Tu vyvolali aj kontroverzné reakcie, pretože skener dokáže snímanú osobu zobraziť bez šiat.
Od skenerov k elektronike
Vedci sa však snažia využiť terahertzové vlny aj na aplikácie v elektronike. V tomto prípade skôr v jej špeciálnej podobe pracujúcej so spinom, ktorá sa nazýva spintronika. Často sa o nej hovorí v súvislosti s kvantovými počítačmi.
Medzinárodný tím vedcov z Nemecka, Ruska a Holandska publikoval v magazíne Nature výsledky výskumu, podľa ktorého by bolo možné pomocou T-lúčov vytvoriť ultrarýchle pamäte schopné zvýšiť rýchlosť resetu pamäťových buniek oproti súčasným pamätiam až 1000-násobne.
a – elektro-opticky detekované terahertzové prechody používané na vybudenie magnon/TM3+ rezonancie v TmFeO3. b – amplitúda spektra krivky zobrazenej v „a“. c – schéma experimentu.
Vedci úspešne demonštrovali koncept so slabým feromagnetickým materiálom túlium orthoferritom (TmFeO₃) a zistili, že vplyv terahertzového žiarenia na vlastnosti materiálu bol desaťkrát väčší ako pri bežnom pôsobení vonkajšieho magnetického poľa.
Experimenty podľa Nature ukázali, že rezonančné terahertzové čerpanie elektrónových orbitálnych prechodov modifikuje magnetickú anizotropiu spinu usporiadaných atómov Fe3+ a spúšťa koherentné spinové oscilácie s veľkou amplitúdou. Tento mechanizmus je nelineárny a môže byť upravený pomocou spektrálneho tvarovania terahertzovej vlny.
Vedci sú však zatiaľ ďaleko od uskutočňovania testov skutočných pamäťových buniek použiteľných v počítačoch. Ide skôr o základný výskum, takže na revolučné pamäte, ktoré snáď prinesie, si budeme musieť ešte počkať.
Zdroj