ჩრდილო-აღმოსავლეთის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, თუ როგორ შეცვალონ მატერიის ელექტრონული მდგომარეობა მოთხოვნისამებრ. ამას უკვე უწოდეს გარღვევა, რომელსაც შეუძლია ელექტრონიკა 1000-ჯერ უფრო სწრაფი და ეფექტიანი გახადოს.

გამტარსა და იზოლაციურ მდგომარეობებს შორის გადართვის უნარი, ქმნის შესაძლებლობას, სილიციუმის კომპონენტები ელექტრონიკაში ჩანაცვლდეს გაცილებით მცირე ზომისა და სწრაფი კვანტური მასალებით.

"ამჟამად პროცესორები გიგაჰერცებში მუშაობს. მსგავსი ცვლილების უნარი მოგვცემს საშუალებას პროცესორები ტერაჰერცებზე ვამუშაოთ", — თქვა ალბერტო დე ლა ტორემ, ფიზიკის ასისტენტ-პროფესორმა და კვლევის წამყვანმა ავტორმა.

კონტროლირებადი გათბობისა და გაგრილების საშუალებით — ტექნიკით, რომელსაც "თერმულ გაგრილებას" უწოდებენ — მკვლევრები ახერხებენ კვანტური მასალის ლითონურ (გამტარ) და იზოლაციურ მდგომარეობებს შორის გადართვას. ეს პროცესი ძალიან სწრაფად ხდება.

გამოქვეყნებული ჟურნალში Nature Physics, კვლევის შედეგები რევოლუციურია მასალათმცოდნეობისთვისა და ელექტრონიკის მომავლისთვის. ეს შედეგები ქმნის შესაძლებლობას, რომ მასალის ელექტრო-გამტარობისა და იზოლაციის მდგომარეობა მყისიერად კონტროლდებოდეს.

"ეს ეფექტი ჰგავს ტრანზისტორის ფუნქციას, რომელიც ელექტრონულ სიგნალებს ასხივებს. ისე, როგორც ტრანზისტორებმა კომპიუტერები ზომაში დააპატარავეს, კვანტურ მასალებს შეუძლია ელექტრონიკაში ევოლუციური ცვლილებები მოიტანოს", — ამბობს ფიზიკის პროფესორი და კვლევის თანაავტორი, გრეგორი ფიეტი.

ფეტის თქმით, ყველას უნდა, რომ მისი კომპიუტერი კიდევ უფრო სწრაფი იყოს. ჩვენ კი ვიცით, რომ სინათლეზე სწრაფი არაფერია. სწორედ ამიტომ, მკვლევრები სინათლეს მასალის თვისებების გასაკონტროლებლად იყენებენ.

კვანტურ მასალაზე (1T-TaS2) მზის სინათლის დანათებით, თითქმის ოთახის ტემპერატურაზე, მკვლევრებმა შექმნეს "სპეციალური მეტალური მდგომარეობა", რომელიც ადრე სტაბილური იყო მხოლოდ კრიოგენური სიცივის პირობებში. ახლა კი, დე ლა ტორეს თქმით, ეს გამტარი მეტალური მდგომარეობა შექმნეს უფრო პრაქტიკულ ტემპერატურებზე. მასალა კონკრეტულ მდგომარეობას რამდენიმე თვის განმავლობაში ინარჩუნებს — რაც აქამდე არასდროს მომხდარა.

ერთ-ერთი მთავარი გამოწვევა არის ის, თუ როგორ ვმართოთ მასალის თვისებები სურვილისამებრ.

დღემდე ელექტრონულ მოწყობილობებს სჭირდებოდა როგორც გამტარი, ისე იზოლაციური მასალები. ეს აღმოჩენა კი საშუალებას იძლევა, ერთი და იგივე მასალა სინათლის ზემოქმედებით გადაერთოს — ხან გამტარ, ხან კი იზოლაციურ მდგომარეობაში.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.