Новото устройство контролира светлината с помощта на материал с фазова промяна и графенов нагревател. тънък
Традиционни силициеви фотонни превключвателисе регулират с помощта на термичния ефект. Когато са изложени на топлина, оптичните свойства на материала на превключвателя се променят, като по този начин се променя пътят на светлината. Като правило, за да се генерира топлина в такива устройства, електрически ток преминава през метал или полупроводник. Тази технология изисква огромно количество енергия, отбелязват авторите.
Художествено изображение на превключвателя.Светлината се контролира от материал с фазова промяна (син сегмент), нагрят от графен. Изображение: Zhuoran (Roger) Fang, Университет на Вашингтон
В своята работа учените са използвали енергонезависимиматериал за промяна на фазата. Такъв материал се трансформира при краткотрайно нагряване и остава в това състояние, докато не получи нов топлинен импулс, след което се връща в първоначалното си състояние. Това премахва необходимостта от поддържане на напрежение, за да се поддържа желаната форма.
В допълнение, разработчиците са използвалинелегиран силиций с дебелина 220 nm за разпространение на светлината и въведен слой от графен между силиция и материала за промяна на фазата за провеждане на електричество. Този дизайн елиминира загубата на енергия, като насочва цялата топлина, генерирана от графен, за промяна на материала с фазова промяна.
Резултатите от изследването показаха, че плътносттаЕнергията на превключване на тази настройка е само 8,7 AJ/Nm3. Това е около 70 пъти по-малко от изискваното от обикновените устройства, които използват легиран силиций за нагряване на материала.
В сравнение с това, което е в моментаизползвана в центрове за данни за управление на фотонни вериги, тази технология значително ще намали енергийните нужди на центровете за данни, правейки ги по-устойчиви и екологични.
Арка Маджумдар, изследовател и съавтор от Университета на Вашингтон
Центровете за данни са неразделна частсъвременна реалност. Те консумират огромни количества енергия, докато прехвърлят данни между сървърите в центъра. Един от начините за намаляване на разходите за електроенергия е да се използва светлина за предаване на информация с помощта на електрически управлявани оптични превключватели, които контролират потока от светлина.
Прочетете още:
Основният мит за динозаврите е опроверган: учените разбраха как влечугите превзеха планетата
Преди 350 милиона години на Земята се случи нещо странно: това повлия на обитаемостта
Откриха огромна озонова дупка. Опасно е за 50% от населението на света и е видимо през цялата година.