Истражувачите успеале со пренамена на децениски стара технологија да направат вакуумска цевка со нано-величина, со што би можело драматично да се зголеми брзината и ефикасноста на електрoнските уреди.
Вакуумските (електронски) цевки оригинално се користени во првите дигитални електронски компјутери во 1930-тите и 1940-тите години, за да бидат заменети со транзисторите составени од полуспроводници, кои можат да се направат многу помали, што овозможило да ги имаме денешните компјутери, паметни телефони и табети.
Меѓутоа, транзисторите се лимитирани во однос на големината, како и брзината, а ние сме веќе многу блиску до тој лимит. Научниците од Универзитетот Сан Диего, Калифорнија се вратиле на првичната идеја на вакуумските цевки и успеале да ги направат со многу мали димензии и многу поефикасни.
Иако транзисторите остануваат една од најважните иновации во 20-тиот век и се многу помали и енергетски поефикасни од оригиналните електронските цевки, научниците сега се обидуваат да ги направат што е можно помали и помоќни.
Покрај тоа, протокот на електрони низ полупроводникот во транзисторот – како на пример силициумот, се успорува кога електроните се судираат со атомите, а полуспроводниците исто така имаат нешто што се нарекува „band gap“ (енергетска зона), каде е потребен поттик од надворешна енергија за да почнат електроните да се движат.
Главната предност на новите нано електронски цевки во однос на транзисторите на база на полуспроводници е тоа што тие пренесуваат струја низ воздух, наместо низ цврст материјал и како резултат на тоа можат да бидат многу побрзи.
За да се ослободат електрони што ќе се движат низ воздухот потребна е голема волтажа или моќен ласер, што е тешко да се постигне во нано-размери, со што бил спречен напредокот на првите вакуумски цевки.
За да го решат овој проблем, истражувачите направиле слој од специјална структура од злато, во облик на печурка – позната како електромагнетска метаповршина, што ја поставиле над слојот од силициум диоксид и силиконската подлошка.
Кога на оваа структура ќе се примени ниска волтажа (помала од 10 волти) или ласер со мала јачина, таа создава „жариште“ со високо интензивно електрично поле, што и дава на структурата доволно енергија да ослободи електрони од металот.
На тестирањата научниците со овој уред успеале да постигнат 1.000 проценти (или 10 пати) зголемување на спроводливоста во вакуумски цевки со нано-размери.
Засега, ова претставува само потврда на концептот и ќе биде потребно уште работа за да може овој систем практично да се примени во вистински уреди. Но, во иднина би можеле да бидат направени различни метаповршини за различни потреби, како што се новите вид на соларни панели, укажуваат истражувачите.
„Ова сигурно нема да ги замени сите уреди со полуспроводници, но може да биде најдобар пристап за одредени, специфични уреди, како што се високофреквентните и високо енергетските уреди“- вели водачот на истражувањето, електроинжинерот Ден Сиевенрајпер.
Еве како истражувачите го објаснуваат наодот.
Истражувањето е објавено во „Nature Communications“
