Jaunā ierīce kontrolē gaismu, izmantojot fāzes maiņas materiālu un grafēna sildītāju. Tievs
Tradicionālie silīcija fotoniskie slēdžitiek regulēti, izmantojot termisko efektu. Karstuma ietekmē mainās slēdža materiāla optiskās īpašības, tādējādi mainot gaismas ceļu. Parasti, lai šādās ierīcēs radītu siltumu, caur metālu vai pusvadītāju tiek izvadīta elektriskā strāva. Šī tehnoloģija prasa milzīgu enerģijas daudzumu, atzīmē autori.
Slēdža mākslinieciskais attēls.Gaismu kontrolē fāzes maiņas materiāls (zils segments), ko silda grafēns. Attēls: Zhuoran (Roger) Fang, Vašingtonas Universitāte
Savā darbā zinātnieki izmantoja nepastāvīgufāzes maiņas materiāls. Šāds materiāls īslaicīgi karsējot pārveidojas un paliek šajā stāvoklī, līdz saņem citu termisko impulsu, pēc kura tas atgriežas sākotnējā stāvoklī. Tas novērš nepieciešamību saglabāt spriedzi, lai saglabātu vēlamo formu.
Turklāt izstrādātāji izmantojaneleģēts silīcijs ar 220 nm biezumu gaismas izplatībai un starp silīciju un fāzes maiņas materiālu ievietoja grafēna slāni, lai vadītu elektrību. Šis dizains novērš enerģijas izšķērdēšanu, novirzot visu grafēna radīto siltumu, lai mainītu materiālu ar fāzes maiņu.
Pētījuma rezultāti parādīja, ka blīvumsŠī iestatījuma pārslēgšanas enerģija ir tikai 8,7 AJ/Nm3. Tas ir aptuveni 70 reizes mazāk nekā tas, kas nepieciešams parastajām ierīcēm, kurās materiāla sildīšanai izmanto leģētu silīciju.
Salīdzinot ar to, kas ir šobrīdizmanto datu centros, lai kontrolētu fotoniskās shēmas, šī tehnoloģija ievērojami samazinās datu centru enerģijas vajadzības, padarot tos ilgtspējīgākus un videi draudzīgākus.
Arka Majumdar, Vašingtonas Universitātes pētnieks un līdzautors
Datu centri ir neatņemama sastāvdaļamūsdienu realitāte. Tie patērē milzīgu enerģijas daudzumu, pārsūtot datus starp serveriem centrā. Viens no veidiem, kā samazināt elektroenerģijas izmaksas, ir izmantot gaismu, lai pārraidītu informāciju, izmantojot elektriski darbināmus optiskos slēdžus, kas kontrolē gaismas plūsmu.
Lasīt vairāk:
Galvenais mīts par dinozauriem ir atspēkots: zinātnieki ir sapratuši, kā rāpuļi pārņēma planētu
Pirms 350 miljoniem gadu ar Zemi notika kaut kas dīvains: tas ietekmēja apdzīvojamību
Atrasts milzīgs ozona caurums. Tas ir bīstams 50% pasaules iedzīvotāju un ir redzams visu gadu.