Övergångsmetalldikalkogenider (TMDC) har optiska egenskaper som kan användas för att få datorer att köra en miljon gånger snabbare och lagra information en miljon gånger mer energieffektivt, enligt en studie ledd av Georgia State University.

Datorer fungerar på tidsskalan för en bråkdel av en nanosekund, men forskarna föreslår att man konstruerar datorer på grundval av TMDC, atomtunna halvledare, kan få dem att springa på femtosekundsskala, en miljon gånger snabbare. Detta skulle också öka datorns minneshastighet miljonfalt.

"Det finns inget snabbare, utom ljus, "sade Dr Mark Stockman, huvudförfattare till studien och direktör för Center for Nano-Optics och en regentprofessor vid Institutionen för fysik och astronomi i Georgia State. "Det enda sättet att bygga mycket snabbare datorer är att använda optik, inte elektronik. Elektronik, som används av nuvarande datorer, kan inte gå fortare, det är därför ingenjörer har ökat antalet processorer. Vi föreslår TMDC:erna för att göra datorer en miljon gånger effektivare. Detta är ett fundamentalt annorlunda tillvägagångssätt för informationsteknik. "

Forskarna föreslår en teori om att TMDC har potential att bearbeta information inom ett par femtosekunder. En femtosekund är en miljonedel av en miljarddel av en sekund. En TMDC har en sexkantig gitterstruktur som består av ett lager av övergångsmetallatomer inklämt mellan två lager av kalkogenatomer. Denna sexkantiga struktur hjälper till med datorns processorhastighet och möjliggör också effektivare informationslagring. Resultaten publiceras i tidskriften Fysisk granskning B .

TMDC har ett antal positiva egenskaper, inklusive att vara stabil, giftfri, tunn, lätt och mekaniskt stark. Exempel inkluderar molybden -disulfid (MOS ₂ ) och volframdiselenid (WSe ₂₎ . TMDC är en del av en stor familj som kallas 2-D material, som är uppkallad efter deras extraordinära tunnhet av en eller några atomer. I den här studien, forskarna fastställde också de optiska egenskaperna hos TMDC:erna, vilket gör att de kan vara extremt snabba.

I den sexkantiga gitterstrukturen för TMDC:er, elektroner roterar i cirklar i olika tillstånd, med vissa elektroner som snurrar åt vänster och andra som vänder åt höger beroende på deras position på hexagonen. Denna rörelse orsakar en ny effekt som kallas topologisk resonans. En sådan effekt gör att man kan läsa, skriva eller bearbeta lite information på bara några femtosekunder.

Det finns många exempel på TMDC, så i framtiden, forskarna skulle vilja bestämma den bästa att använda för datorteknik.