새로운 장치는 상변화 물질과 그래핀 히터를 이용해 빛을 제어한다. 얇은
기존 실리콘 포토닉 스위치열 효과를 사용하여 조정됩니다. 열에 노출되면 스위치 재료의 광학 특성이 변경되어 광 경로가 변경됩니다. 일반적으로 이러한 장치에서 열을 발생시키기 위해 금속이나 반도체에 전류가 흐릅니다. 이 기술은 엄청난 양의 에너지를 필요로 한다고 저자들은 지적합니다.
스위치의 예술적 이미지입니다.빛은 그래핀에 의해 가열된 상변화 물질(파란색 부분)에 의해 제어됩니다. 이미지: 워싱턴 대학교 Zhuoran(Roger) Fang
그들의 작업에서 과학자들은 비 휘발성을 사용했습니다.상 변화 물질. 이러한 물질은 단기 가열 시 변형되고 다른 열 충격을 받을 때까지 이 상태를 유지한 후 원래 상태로 돌아갑니다. 이렇게 하면 원하는 모양을 유지하기 위해 장력을 유지할 필요가 없습니다.
또한 개발자가 사용한광 전파를 위해 220nm 두께의 도핑되지 않은 실리콘을 사용하고 실리콘과 상변화 물질 사이에 그래핀 층을 도입하여 전기를 전도합니다. 이 디자인은 그래핀이 생성하는 모든 열을 상 변화로 물질을 변화시키도록 지시함으로써 에너지 낭비를 제거합니다.
밀도가 높다는 연구 결과가 나왔다.이 설정의 스위칭 에너지는 8.7AJ/Nm3에 불과합니다. 이것은 물질을 가열하기 위해 도핑된 실리콘을 사용하는 일반적인 장치에 필요한 것보다 약 70배 적습니다.
현재와 비교하면광자 회로를 제어하기 위해 데이터 센터에서 사용되는 이 기술은 데이터 센터의 에너지 요구를 크게 줄여 더 지속 가능하고 환경 친화적으로 만듭니다.
Arka Majumdar, 워싱턴 대학교 연구원 및 공동 저자
데이터 센터는 필수적인 부분입니다.현대 현실. 센터 내의 서버 간에 데이터를 전송하는 동안 엄청난 양의 에너지를 소비합니다. 전기 비용을 줄이는 한 가지 방법은 빛의 흐름을 제어하는 전기 작동 광 스위치를 사용하여 정보를 전송하기 위해 빛을 사용하는 것입니다.
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