若實驗數(shù)據(jù)能證實這一理論,那么有朝一日基于這一新的光學現(xiàn)象的超低功率計算機將可以通過利用激光將數(shù)據(jù)存儲在晶體絕緣體中。
“目前它還處在理論階段,因此必須通過實驗進行驗證,”美國約翰霍普金斯大學電氣計算機工程系教授Alexander Kaplan表示,“但是如果我們的理論正確,那么我們就可以解決元器件的發(fā)熱問題,從而可以將半導體器件的尺寸做到更小”。
據(jù)Kaplan表示,受激光束照射而生成的特定的、有限原子格或原子數(shù)組、分子或量子點可以生成不受傳統(tǒng)的Lorentz(勞倫茨)-Lorenz(勞倫茲)理論限制的納米層。從信息的角度來看,該理論(Lorentz-Lorenz理論)禁止對絕緣體內部原子的局部狀態(tài)編碼。Kaplan稱,其所領導的研究小組已找到了一種定制絕緣體內部納米結構的方法,從而可實現(xiàn)利用絕緣體存儲數(shù)據(jù)和感知存儲狀態(tài)。
依Kaplan的計劃,激光所需的功耗相對較低,并且可以使晶狀原子格中固有的局域、束縛電子生成不同激發(fā)態(tài),那么就可以利用激光來產(chǎn)生非線性模式的激發(fā)態(tài)。
實質上研究人員提出的是原子級的光學雙穩(wěn)態(tài)。在激光控制讀取或寫入數(shù)據(jù)的情況下,本地激子(local exciton)的激發(fā)過程不需要電流,因此可以實現(xiàn)超低功耗的納米級存儲單元或邏輯器件。
本地激子的不足之處是它們僅能提供動態(tài)存儲功能,這點和掉電時數(shù)據(jù)會全部丟失的易失性電子存儲器一樣,一旦關掉激光源,則本地激子消失、原子格內的原子變回基態(tài)。
Kaplan 表示,“即使這樣,絕緣體存儲器也不會比普通的、要保持數(shù)據(jù)就不能斷電的電子器件(像現(xiàn)在使用的隨機存取存儲器和邏輯器件)更糟糕”。
這項技術還可通過利用線性模式下的新型架構(designer structure)實現(xiàn)靈敏度達原子級的傳感器。新型原子格(Designer lattice)可采用特定類型的、可針對環(huán)境的不同方面產(chǎn)生共鳴的原子實現(xiàn)在用激光束讀取數(shù)據(jù)時不會耗電、敏感度可達原子級的傳感器。