新しいデバイスは、相変化材料とグラフェンヒーターを使用して光を制御します。薄い
従来のシリコンフォトニックスイッチ熱効果を使用して調整されます。熱にさらされると、スイッチ材料の光学特性が変化し、それによって光路が変化します。原則として、このようなデバイスで熱を発生させるために、電流が金属または半導体を通過します。この技術は膨大な量のエネルギーを必要とする、と著者は述べています。
スイッチの芸術的な描写。光は、グラフェンによって加熱された相変化材料（青いセグメント）によって制御されます。画像：ワシントン大学のZhuoran（Roger）Fang
彼らの研究では、科学者は不揮発性を使用しました相変化材料。このような材料は、短時間の加熱で変形し、別の熱インパルスを受け取るまでこの状態のままになり、その後、元の状態に戻ります。これにより、目的の形状を維持するために張力を維持する必要がなくなります。
さらに、使用した開発者光伝搬のために220nmの厚さのドープされていないシリコンであり、電気を通すためにシリコンと相変化材料の間にグラフェンの層を導入しました。この設計は、グラフェンによって生成されたすべての熱を相変化に伴う材料の変化に導くことにより、エネルギーの浪費を排除します。
研究の結果は、密度がこのセットアップのスイッチングエネルギーはわずか8.7AJ/Nm3です。これは、ドープされたシリコンを使用して材料を加熱する一般的なデバイスで必要とされるものの約70分の1です。
現在のものと比較してフォトニック回路を制御するためにデータセンターで使用されるこのテクノロジーは、データセンターのエネルギー需要を大幅に削減し、データセンターをより持続可能で環境に優しいものにします。
ワシントン大学の研究者兼共著者、アルカ・マジュムダール
データセンターは不可欠な部分です現代の現実。センター内のサーバー間でデータを転送する際に、大量のエネルギーを消費します。電気代を削減する方法の1つは、光を使用して、光の流れを制御する電動式の光スイッチを使用して情報を送信することです。
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