佐治亚州立大学：过渡金属二硫化物光学特性可以使计算机运行速度提高百万倍

根据佐治亚州立大学（Georgia State University）领导的一项研究，过渡金属二硫化物（TMDCs）具有光学特性，可以使计算机的运行速度提高一百万倍，并将信息的有效存储能量提高一百万倍。

计算机在几分之一秒的时间范围内运行，但研究人员提出在TMDCs（原子级薄半导体）的基础上构建的计算机，可以使它们在飞秒时间尺度上运行，这使得运行速度提高一百万倍，从而使计算机内存速度提高百万倍。

“没有什么比光速更快的了，”该研究的第一作者，纳米光学中心主任、佐治亚州物理与天文学系的教授马克斯托克曼博士说。 “构建速度更快的计算机的唯一方法是使用光学器件而不是电子元件。当前计算机使用的电子元件运行不能更快，这就是工程师一直增加处理器数量的原因。我们建议使用TMDCs使计算机的效率提高一百万倍。这是一种完全不同的信息技术方法。”

研究人员提出了一种理论，即TMDCs具有在几飞秒内处理信息的潜力。飞秒是十亿分之一秒的百万分之一。 TMDC具有六方晶格结构，由夹在两层硫属元素原子之间的一层过渡金属原子层组成。这种六边形结构有助于计算机处理器的速度，同时还可以实现更有效的信息存储。这项研究结果发表在期刊Physical Review B的研究快报板块上。

TMDCs具有许多实用的物理特性，包括稳定性、无毒、薄膜结构、质轻轻和较高的机械强度。实例包括二硫化钼（MOS2）和二硒化钨（WSe2）。TMDCs是二维材料大家庭的一部分，以其一个或几个原子的薄度而命名。在这项研究中，研究人员还研究了TMDCs的光学特性，使其在应用过程中具有超快速性。

在TMDCs的六边形晶格结构中，电子在不同状态下旋转，一些电子向左旋转而另一些电子向右旋转，这取决于它们在六边形上的位置。这种电子运动引起了一种称为拓扑共振的新效应。这种效果使得人们能在仅仅几个飞秒内读取、写入或处理一些信息。

还有许多关于TMDCs的案例，因此在将来，研究人员希望能确定用于计算机技术的最佳方法。

文章来源于sciencedaily，由材料新闻在线团队编译，原文题目：Atomically thin, transition metal dichalcogenides could increase computer speed, memory by a million times。