Transistorlaser (Bilde: Robert Lettow)

Transistorlaser bryter kjent fysikklov

Forskere mener at lærebøkene må skrives om.

Forskere ved det University of Illinois har utviklet en transistorlaser som bryter med en av de mest kjente fysiske lovene om elektrisitet, nemlig Kirchhoffs 1. lov. Forskerne mener at dette innebærer at lærebøkene som brukes verden over må skrives om.

Loven sier summen av alle strømmene som går inn mot et forgreningspunkt må være lik summen av alle strømmene som går ut fra forgreningspunktet.

Komponenten det er snakk om er en transistorlaser med tre porter som har blitt utviklet av professorene Milton Feng og Nick Holonyak jr.

Transistorlasere av denne typen ventes av mange å få stor betydning for kommende generasjoner med datamaskiner og kommunikasjonsutstyr.

Nå er ikke transistorlasere noe helt nytt. De ble oppdaget for flere år siden. Men for å utnytte mulighetene enhetene gir, kreves det at man har en klar forståelse av hvordan de fungerer. Forskerne har kommet fram til at dataene de har samlet inn om transistorlaseren ikke passer med etablerte kretslover om elektrisk strøm.

- Vi ble forbløffet. Hvordan fungerte dette? Krenker det Kirchhoffs lov? Hvordan kan loven tillempe et ytterlige utgangssignal, et foton eller optisk signal?, sier Feng i en pressemelding.

Professorene Milton Feng og Nick Holonyak Jr. ved University of Illinois.
Professorene Milton Feng og Nick Holonyak Jr. ved University of Illinois. Bilde: UI News Bureau: Stauffer

Med en vanlig bipolar transistor med porter for elektrisitet inn og ut, kan loven anvendes uten videre. Men transistorlasere har en tredje port for optisk utsignal, hvor den emitterer lys.

- Det optiske signalet er tilkoblet og relatert til de elektriske signalene, men inntil nå har det blitt forkastet i en transistor. Kirchhoffs lov tar hensyn til balanseringen av ladninger, men tar ikke hensyn til balanseringen av energier. Spørsmålet er, hvordan du kan sette alt dette sammen og representere det i kretsuttrykk?, sier Holonyak i en pressemelding.

De unike egenskapene ved transistorlaseren krevde at professorene, sammen med doktorgradstudenten Han Wui Then, etterprøvet og modifiserte loven for å ta hensyn til fotopartikler i tillegg til elektroner. Dermed ble loven utvidet fra å være en strømlov til en strøm-energi-lov. Forskerne har publisert modellen og dataene omkring denne i en artikkel i nettutgaven av Journal of Applied Physics.

Simuleringer basert på den modifiserte loven passer ifølge Feng overens med dataene som har blitt samlet inn fra transistorlaseren. Dette gjør det mulig for forskerne å forutse båndbredde, hastigheter og andre egenskaper ved integrerte kretser. Ved hjelp av nøyaktige simuleringer vil forskerne nå utforske bruksmulighetene innen integrerte kretser og superdatamaskiner,

    Les også:

Til toppen