Sekumpulan ahli fizik yang diketuai oleh Profesor Dmitry Turchinovich di Universiti Bielefeld, dengan kerjasama penyelidik dari Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW Dresden), telah mencapai satu terobosan penting dalam bidang nanoelektronik yang mampu mengubah pelaksanaan perkakasan AI.
Penyelidikan yang diterbitkan dalam Nature Communications pada 5 Jun 2025 ini memaparkan kaedah baharu untuk mengawal semikonduktor setebal atom menggunakan denyutan cahaya ultra-pendek pada kelajuan yang belum pernah dicapai. Pasukan ini membangunkan antena nano khas yang menukar cahaya terahertz kepada medan elektrik menegak dalam bahan dua dimensi seperti molibdenum disulfida (MoS₂).
"Secara tradisional, medan elektrik menegak seperti ini, yang digunakan untuk menukar transistor dan peranti elektronik lain, diaplikasikan melalui pengawalan elektronik, namun kaedah ini secara asasnya terhad kepada masa tindak balas yang agak perlahan," jelas Profesor Turchinovich. "Pendekatan kami menggunakan cahaya terahertz itu sendiri untuk menjana isyarat kawalan dalam bahan semikonduktor – membolehkan teknologi optoelektronik ultra-pantas yang dipacu cahaya dan serasi industri, sesuatu yang sebelum ini mustahil."
Teknik ini membolehkan kawalan masa nyata ke atas struktur elektronik pada skala masa kurang daripada satu pikosaat – iaitu satu trilion sesaat – jauh lebih pantas berbanding kaedah pensuisan elektronik konvensional. Para penyelidik membuktikan bahawa kedua-dua sifat optik dan elektronik bahan tersebut boleh diubah secara terpilih menggunakan denyutan cahaya ini.
Dr. Tomoki Hiraoka, penulis utama kajian dan Felo Marie Skłodowska Curie dalam kumpulan Profesor Turchinovich, memainkan peranan penting dalam pelaksanaan eksperimen. Antena nano 3D-2D kompleks yang diperlukan untuk menghasilkan kesan ini telah difabrikasi di IFW Dresden oleh pasukan yang diketuai Dr. Andy Thomas.
Inovasi ini membawa implikasi besar kepada perkakasan AI, berpotensi membolehkan sistem pengkomputeran yang jauh lebih pantas dan cekap tenaga. Keupayaan pensuisan ultra-pantas ini boleh membawa kepada generasi baharu peranti kawalan isyarat, suis elektronik, dan sensor yang kritikal untuk aplikasi AI canggih yang memerlukan kelajuan pemprosesan ekstrem.
Teknologi ini menunjukkan potensi untuk dilaksanakan dalam pelbagai bidang termasuk penghantaran data berkelajuan tinggi, seni bina pengkomputeran lanjutan, sistem pengimejan, dan teknologi kuantum – semuanya merupakan komponen penting infrastruktur AI generasi akan datang yang menuntut keupayaan pemprosesan yang semakin pantas.