Учеными представлены первые снимки частиц, которые передвигаются внутри одного электронного переключателя в момент перехода между его состояниями. По оценкам специалистов, такое нестабильное состояние внутри устройства способно повысить энергоэффективность вычислительных систем.
Известно, что электронные схемы, вычисляющие и хранящие информацию, имеют миллионы крошечных переключателей, которые управляют движением электронов. И более детальное оценивание того, как работают эти крошечные переключатели, способно значительно расширить границы современных вычислений. Но, как известно, электроны наблюдать довольно трудно, особенно в момент перехода между различными состояниями.
Сообщается, что для проведения нового эксперимента специалистами были специально разработаны миниатюрные электронные переключатели из диоксида ванадия — материала, способность которого переключаться между изолирующим и электропроводящим состояниями при комнатной температуре может быть использована для работы переключателей в будущих вычислительных устройствах. Материал, как отмечают исследователи, также может использоваться в нейроморфных вычислениях из-за возможности создания электронных импульсов, имитирующих передачу сигналов между нейронами в человеческом мозге.
В процессе эксперимента специалисты снимали изображения с показаниями тонких изменений в расположении их атомов за миллиардные доли секунды. Эти снимки, сделанные сверхбыстрой камерой электронной дифракции в Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США, были соединены вместе, чтобы создать целый фильм о движении частиц внутри переключателей.
Благодаря съёмкам и обнаружено новое нестабильное состояние в материале. В настоящее время учёные продолжают исследования, выясняя, как можно сделать это состоянии более продолжительным для повышения энергоэффективности существующих вычислительных систем.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале Science.
