I dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMDC) possiedono proprietà ottiche che potrebbero essere utilizzate per far funzionare i computer un milione di volte più velocemente e memorizzare le informazioni in modo un milione di volte più efficiente dal punto di vista energetico, secondo uno studio condotto dalla Georgia State University.

I computer operano sulla scala temporale di una frazione di nanosecondo, ma i ricercatori suggeriscono di costruire computer sulla base di TMDC, semiconduttori atomicamente sottili, potrebbe farli funzionare sulla scala temporale dei femtosecondi, un milione di volte più veloce. Ciò aumenterebbe anche la velocità della memoria del computer di un milione di volte.

"Non c'è niente di più veloce, tranne la luce, " ha detto il dottor Mark Stockman, autore principale dello studio e direttore del Center for Nano-Optics e Regents' Professor presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dello Stato della Georgia. "L'unico modo per costruire computer molto più veloci è usare l'ottica, non elettronica. Elettronica, che viene utilizzato dai computer attuali, non posso andare più veloce, ecco perché gli ingegneri hanno aumentato il numero di processori. Proponiamo i TMDC per rendere i computer un milione di volte più efficienti. Questo è un approccio fondamentalmente diverso alla tecnologia dell'informazione".

I ricercatori propongono una teoria secondo cui i TMDC hanno il potenziale per elaborare le informazioni entro un paio di femtosecondi. Un femtosecondo è un milionesimo di un miliardesimo di secondo. Un TMDC ha una struttura reticolare esagonale che consiste in uno strato di atomi di metallo di transizione racchiusi tra due strati di atomi di calcogeno. Questa struttura esagonale aiuta nella velocità del processore del computer e consente anche un'archiviazione delle informazioni più efficiente. I risultati sono pubblicati sulla rivista Revisione fisica B .

I TMDC hanno una serie di qualità positive, compreso essere stabile, non tossico, magro, leggera e meccanicamente robusta. Gli esempi includono bisolfuro di molibdeno (MOS ₂ ) e diseleniuro di tungsteno (WSe ₂₎ . I TMDC fanno parte di una grande famiglia chiamata materiali 2-D, che prende il nome dalla loro straordinaria sottigliezza di uno o pochi atomi. In questo studio, i ricercatori hanno anche stabilito le proprietà ottiche dei TMDC, che permettono loro di essere ultraveloci.

Nella struttura reticolare esagonale dei TMDC, gli elettroni ruotano in circolo in stati diversi, con alcuni elettroni che ruotano a sinistra e altri che ruotano a destra a seconda della loro posizione sull'esagono. Questo movimento provoca un nuovo effetto chiamato risonanza topologica. Tale effetto permette di leggere, scrivere o elaborare un po' di informazioni in pochi femtosecondi.

Esistono numerosi esempi di TMDC, quindi in futuro, i ricercatori vorrebbero determinare il migliore da utilizzare per la tecnologia informatica.