Напівпровідник, що програмується світлом: прорив Принстона

Дослідники з інженерного факультету Принстонського університету презентували принципово новий підхід до створення електронних компонентів. Замість того щоб мініатюризувати існуючі елементи, вони розробили матеріал, який може динамічно змінювати свої електрофізичні характеристики під впливом світла.

Новий напівпровідник має товщину лише в кілька молекул. На відміну від традиційних матеріалів, провідність яких жорстко фіксується на етапі виробництва і реагує лише на електричні сигнали, цей матеріал є гнучким і здатним до самоадаптації.

Секрет технології — у поєднанні надтонкої напівпровідникової основи зі світлочутливими молекулами. Коли на матеріал потрапляє світло з певною довжиною хвилі, молекули змінюють свою просторову структуру, що впливає на електронні параметри чипа. Таким чином, за допомогою світлових променів можна програмувати, стирати та переналаштовувати електропровідність і оптичний відгук. Примітно, що регулювання відбувається плавно, а не за бінарним принципом «увімкнено-вимкнено».

Під час експериментів команда створила однорідний зразок розміром 2,54 на 2,54 сантиметра. На його основі вчені сформували масиви програмованих електронних перемикачів. Зараз вони працюють над інтеграцією цих елементів у повноцінні електронні схеми.

Головна мета розробки — створення смарт-пристроїв, функціонал яких можна змінювати вже після виготовлення. Це може стати основою для енергоефективних сенсорів, оптоелектроніки та нових обчислювальних систем. Результати дослідження опубліковано в журналі Science Advances.