Uusi laite ohjaa valoa vaihemuutosmateriaalilla ja grafeenilämmittimellä. Ohut
Perinteiset piin fotonikytkimetsäädetään lämpövaikutuksen avulla. Altistuessaan lämmölle kytkinmateriaalin optiset ominaisuudet muuttuvat, mikä muuttaa valopolkua. Yleensä lämmön tuottamiseksi tällaisissa laitteissa sähkövirta johdetaan metallin tai puolijohteen läpi. Tämä tekniikka vaatii valtavan määrän energiaa, kirjoittajat huomauttavat.
Taiteellinen kuva kytkimestä.Valoa ohjaa faasimuutosmateriaali (sininen segmentti), jota lämmittää grafeeni. Kuva: Zhuoran (Roger) Fang, Washingtonin yliopisto
Tutkijat käyttivät työssään haihtumattomiavaiheenmuutosmateriaali. Tällainen materiaali muuttuu lyhyen ajan kuumennettaessa ja pysyy tässä tilassa, kunnes se vastaanottaa toisen lämpöimpulssin, jonka jälkeen se palaa alkuperäiseen tilaansa. Tämä eliminoi tarpeen ylläpitää jännitystä halutun muodon ylläpitämiseksi.
Lisäksi kehittäjät käyttivätseostamatonta piitä, jonka paksuus on 220 nm valon etenemistä varten ja lisäsi grafeenikerroksen piin ja faasinmuutosmateriaalin väliin sähkön johtamiseksi. Tämä muotoilu eliminoi energian tuhlauksen kanavoimalla kaiken grafeenin tuottaman lämmön materiaalin vaihtamiseen faasimuutoksella.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että tiheysTämän asennuksen kytkentäenergia on vain 8,7 AJ/Nm3. Tämä on noin 70 kertaa vähemmän kuin tavalliset laitteet, jotka käyttävät seostettua piitä materiaalin lämmittämiseen.
Verrattuna nykyiseenTämä tekniikka, jota käytetään datakeskuksissa fotonipiirien ohjaamiseen, vähentää merkittävästi datakeskusten energiantarpeita tehden niistä kestävämpiä ja ympäristöystävällisempiä.
Arka Majumdar, Washingtonin yliopiston tutkija ja kirjoittaja
Palvelinkeskukset ovat olennainen osamoderni todellisuus. Ne kuluttavat valtavia määriä energiaa siirtäessään tietoja keskuksen palvelimien välillä. Yksi tapa vähentää sähkökustannuksia on käyttää valoa tiedon välittämiseen sähkökäyttöisten optisten kytkimien avulla, jotka ohjaavat valon virtausta.
Lue lisää:
Päämyytti dinosauruksista on kumottu: tiedemiehet ovat ymmärtäneet, kuinka matelijat valtasivat planeetan
350 miljoonaa vuotta sitten maapallolle tapahtui jotain outoa: se vaikutti asuttavuuteen
Löysin valtavan otsoniaukon. Se on vaarallinen 50 %:lle maailman väestöstä ja näkyy ympäri vuoden.