Naujasis prietaisas valdo šviesą naudodamas fazės keitimo medžiagą ir grafeno šildytuvą. Plonas
Tradiciniai silicio fotoniniai jungikliaiyra reguliuojami naudojant šiluminį efektą. Veikiant šilumai, keičiasi jungiklio medžiagos optinės savybės, todėl pasikeičia šviesos kelias. Paprastai, norint generuoti šilumą tokiuose įrenginiuose, elektros srovė praeina per metalą arba puslaidininkį. Ši technologija reikalauja didžiulio energijos kiekio, pažymi autoriai.
Meninis jungiklio vaizdas.Šviesą valdo fazės keitimo medžiaga (mėlynas segmentas), šildomas grafenu. Vaizdas: Zhuoran (Roger) Fang, Vašingtono universitetas
Savo darbe mokslininkai naudojo nepastoviusfazių keitimo medžiaga. Tokia medžiaga virsta trumpalaikiu kaitinimu ir išlieka tokioje būsenoje tol, kol gauna kitą šiluminį impulsą, po kurio grįžta į pradinę būseną. Tai pašalina poreikį išlaikyti įtampą norint išlaikyti norimą formą.
Be to, kūrėjai naudojoneleguotas silicis, kurio storis 220 nm, skirtas šviesai sklisti, ir tarp silicio ir fazės keitimo medžiagos įvedė grafeno sluoksnį, kad praleistų elektrą. Ši konstrukcija pašalina energijos švaistymą, nukreipdama visą grafeno generuojamą šilumą, kad pakeistų medžiagą keičiant fazę.
Tyrimo rezultatai parodė, kad tankisŠios sąrankos perjungimo energija yra tik 8,7 AJ/Nm3. Tai yra maždaug 70 kartų mažiau, nei reikalauja įprasti prietaisai, kuriuose medžiagai šildyti naudojamas legiruotas silicis.
Palyginti su tuo, kas yra šiuo metunaudojama duomenų centruose fotoninėms grandinėms valdyti, ši technologija žymiai sumažins duomenų centrų energijos poreikį, todėl jie taps tvaresni ir draugiškesni aplinkai.
Arka Majumdar, Vašingtono universiteto mokslininkė ir bendraautorė
Duomenų centrai yra neatskiriama dalisšiuolaikinė tikrovė. Perkeldami duomenis tarp centre esančių serverių, jie sunaudoja daug energijos. Vienas iš būdų sumažinti elektros sąnaudas yra naudoti šviesą informacijai perduoti naudojant elektra valdomus optinius jungiklius, kurie valdo šviesos srautą.
Skaityti daugiau:
Pagrindinis mitas apie dinozaurus buvo paneigtas: mokslininkai suprato, kaip ropliai užvaldė planetą
Prieš 350 milijonų metų Žemei atsitiko kažkas keisto: tai paveikė tinkamumą gyventi
Rado didžiulę ozono skylę. Tai pavojinga 50% pasaulio gyventojų ir matoma ištisus metus.