(Phys.org) – När efterfrågan på dator- och kommunikationskapacitet ökar, den globala kommunikationsinfrastrukturen kämpar för att hålla jämna steg, eftersom ljussignalerna som sänds genom fiberoptiska linjer fortfarande måste behandlas elektroniskt, skapa en flaskhals i telekommunikationsnäten.
Medan tanken på att utveckla en optisk transistor för att komma runt detta problem är lockande för forskare och ingenjörer, det har också förblivit en svårfångad vision, trots år av experiment med olika tillvägagångssätt. Nu, McGill University forskare har tagit en betydande, tidigt steg mot detta mål genom att visa ett nytt sätt att styra ljus i halvledarnanokristallerna som kallas "kvantprickar".
I resultat publicerade online nyligen i tidskriften Nanobokstäver , Doktorand Jonathan Saari, Prof. Patanjali (Pat) Kambhampati och kollegor vid McGills avdelning för kemi visar att helt optisk modulering och grundläggande boolesk logikfunktionalitet – nyckelsteg i bearbetning och generering av signaler – kan uppnås genom att använda laserpulsingångar för att manipulera den kvantmekaniska tillståndet för en halvledarnanokristall.
"Våra resultat visar att dessa nanokristaller kan bilda en helt ny plattform för optisk logik, " säger Saari. "Vi är fortfarande i början, men detta kan markera ett betydande steg mot optiska transistorer."
Quantum dots används redan i applikationer som sträcker sig från solceller, till lysdioder och lasrar, till biologisk avbildning. Kambhampati-gruppens senaste rön pekar mot ett viktigt nytt område med potentiell påverkan, baserat på förmågan hos dessa nanokristaller att modulera ljus i ett optiskt grindschema.
"Dessa resultat visar beviset för konceptet, " säger Kambhampati. "Nu arbetar vi med att utöka dessa resultat till integrerade enheter, och att generera mer komplexa grindar i hopp om att göra en äkta optisk transistor."
Resultaten bygger på en artikel från 2009 av Kambhampatis forskargrupp i Fysiska granskningsbrev . Det arbetet avslöjade tidigare oobserverade ljusförstärkningsegenskaper unika för kvantprickar, som är nanometerstora sfäroider med storleksberoende optiska egenskaper, såsom absorption och fotoluminescens.
