È stato inventato un transistor che simula alcune delle funzioni dei neuroni sulla base di esperimenti e modelli sviluppati dai ricercatori dell'Università Federale di São Carlos (UFSCar) nello Stato di São Paulo, Brasile, Università di Würzburg in Germania, e l'Università della Carolina del Sud negli Stati Uniti.
Il dispositivo, che ha parti micrometriche e nanometriche, può vedere la luce, contare, e memorizzare le informazioni nella propria struttura, rinunciando alla necessità di un'unità di memoria complementare.
È descritto nell'articolo "Effetto del secchio di ribaltamento su nanoscala in un contatore basato su transistor a punti quantici", pubblicato sulla rivista Nano lettere .
"In questo articolo, mostriamo che i transistor basati su punti quantici possono eseguire operazioni complesse direttamente in memoria. Ciò può portare allo sviluppo di nuovi tipi di dispositivi e circuiti informatici in cui le unità di memoria sono combinate con unità di elaborazione logica, economizzare lo spazio, tempo, e consumo di energia, " ha detto Victor Lopez Richard, un professore del Dipartimento di Fisica dell'UFSCar e uno dei coordinatori dello studio.
Il transistor è stato prodotto con una tecnica chiamata crescita epitassiale, che consiste nel rivestire un substrato di cristallo con una pellicola sottile. Su questo substrato microscopico, goccioline nanoscopiche di arseniuro di indio agiscono come punti quantici, confinamento di elettroni in stati quantizzati. La funzionalità della memoria è derivata dalla dinamica della carica e scarica elettrica dei punti quantici, creando schemi di corrente con periodicità modulate dalla tensione applicata alle porte del transistor o dalla luce assorbita dai punti quantici.
"La caratteristica chiave del nostro dispositivo è la sua memoria intrinseca immagazzinata come carica elettrica all'interno dei punti quantici, "Richard ha detto. "La sfida è controllare la dinamica di queste cariche in modo che il transistor possa manifestare stati diversi. La sua funzionalità consiste nella capacità di contare, memorizzare, ed eseguire le semplici operazioni aritmetiche normalmente eseguite dalle calcolatrici, ma utilizzando incomparabilmente meno spazio, tempo, e potere".
Secondo Riccardo, è improbabile che il transistor venga utilizzato nell'informatica quantistica perché ciò richiede altri effetti quantistici. Però, potrebbe portare allo sviluppo di una piattaforma da utilizzare in apparecchiature come contatori o calcolatrici, con memoria intrinsecamente legata al transistor stesso e tutte le funzioni disponibili nello stesso sistema su scala nanometrica, senza bisogno di uno spazio separato per la conservazione.
"Inoltre, si potrebbe dire che il transistor può vedere la luce perché i punti quantici sono sensibili ai fotoni, "Riccardo ha detto "e proprio come la tensione elettrica, la dinamica della carica e scarica dei punti quantici può essere controllata tramite l'assorbimento di fotoni, simulando le risposte sinaptiche e alcune funzioni dei neuroni".
Saranno necessarie ulteriori ricerche prima che il transistor possa essere utilizzato come risorsa tecnologica. Per adesso, funziona solo a temperature estremamente basse - circa 4 Kelvin, la temperatura dell'elio liquido.
"Il nostro obiettivo è renderlo funzionale a temperature più elevate e anche a temperatura ambiente. Per farlo, dovremo trovare un modo per separare sufficientemente gli spazi elettronici del sistema per evitare che vengano influenzati dalla temperatura. Abbiamo bisogno di un controllo più raffinato delle tecniche di sintesi e di crescita dei materiali per mettere a punto i canali di carica e scarica. E gli stati memorizzati nei punti quantici devono essere quantizzati, " ha detto Riccardo.
