Исследователи из Политехнического института штата Джорджия (Атланта, США) недавно продемонстрировали оптоэлектронный прибор с выдающимися характеристиками. При габаритах нанометрового масштаба прибор способен выполнять логические операции, а мощность света на выходе позволяет обходиться без электрических схем сопряжения.

Прибор может работать как оптический транзистор, но на его выходе - свет, а не электрическое напряжение. Прибор представляет собой ряд массивов из "электролюминесцентных серебряных нанокластеров". Нанокластеры, что содержат от двух до восьми атомов серебра, имеют различные энергетические уровни. Поэтому обращаться к каждому из них можно через один электрический контакт - выборка нужного происходит изменением напряжения. Отсутствие необходимости в электрической изоляции обуславливает простоту производства нанооптических элементов.

На поверхности серебряной плёнки образовались нанокластеры с разными свойствами. Элементы с разным спектром излучения поизводят разные логические операции

Чтобы элемент сработал, нужно подать на него, по меньшей мере, два раздельных электрических импульса, которые могут быть различной амплитуды. Свечение возникает только после второго импульса, активирующего те нанокластеры, энергетические уровни которых соответствуют поданному напряжению. Таким образом, создана основа для построения сумматора - базового элемента двоичной логики. Манипулируя электическими импульсами, можно заставить элемент выполнять операции логического умножения, исключения, отрицания и пр. Комбинируя множество кластеров можно создать прибор, выполняющий сложные логические операции.

Нанокластеры создавались путём приложения электрического тока к слегка окисленной тонкой плёнке серебра. Ток вызывал миграцию элементарных частиц, и в месте, где проводимость плёнки наивысшей, образовывался барьер из нанокластеров. К сожалению, приборы построенные на созданных нанокластерах, требуют низких рабочих температур. При комнатной температуре приборы сгорают за несколько часов.

Исследователи не считают, что их изобретение полностью заменит существующую электрическую логику. Они видят предназначение новых элементов в сложных специализированных вычислениях, там, где можно использовать свойства параллелизма, присущие оптическим системам, и дискретность, обусловленнную разными энергетическими уровнями нанокластеров.