Het nieuwe apparaat regelt het licht met behulp van faseveranderingsmateriaal en een grafeenverwarmer. Dun
Traditionele silicium fotonische schakelaarsworden aangepast met behulp van het thermische effect. Bij blootstelling aan hitte veranderen de optische eigenschappen van het schakelmateriaal, waardoor de lichtweg verandert. Om in dergelijke apparaten warmte te genereren, wordt in de regel een elektrische stroom door een metaal of halfgeleider geleid. Deze technologie vereist een enorme hoeveelheid energie, merken de auteurs op.
Artistieke weergave van de schakelaar.Het licht wordt gecontroleerd door een faseovergangsmateriaal (blauw segment) dat wordt verwarmd door grafeen. Afbeelding: Zhuoran (Roger) Fang, Universiteit van Washington
In hun werk gebruikten wetenschappers niet-vluchtigefaseverandering materiaal. Zo'n materiaal transformeert bij korte verhitting en blijft in deze toestand totdat het een andere thermische impuls ontvangt, waarna het terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat. Dit elimineert de noodzaak om spanning te handhaven om de gewenste vorm te behouden.
Bovendien gebruikten de ontwikkelaarsongedoteerd silicium met een dikte van 220nm voor lichtvoortplanting en bracht een laag grafeen aan tussen het silicium en het faseovergangsmateriaal om elektriciteit te geleiden. Dit ontwerp elimineert energieverspilling door alle warmte die door grafeen wordt gegenereerd, te kanaliseren in het veranderen van het materiaal met een faseverandering.
De resultaten van de studie toonden aan dat de dichtheidDe schakelenergie van deze opstelling is slechts 8,7 AJ/Nm3. Dit is ongeveer 70 keer minder dan wat nodig is voor gewone apparaten die gedoteerd silicium gebruiken om het materiaal te verwarmen.
Vergeleken met wat er nu isgebruikt in datacenters om fotonische circuits te besturen, zal deze technologie de energiebehoeften van datacenters aanzienlijk verminderen, waardoor ze duurzamer en milieuvriendelijker worden.
Arka Majumdar, onderzoeker en co-auteur van de Universiteit van Washington
Datacenters zijn een integraal onderdeelmoderne realiteit. Ze verbruiken enorme hoeveelheden energie terwijl ze gegevens uitwisselen tussen servers in het centrum. Een manier om de elektriciteitskosten te verlagen, is door licht te gebruiken om informatie te verzenden met behulp van elektrisch bediende optische schakelaars die de lichtstroom regelen.
Lees verder:
De belangrijkste mythe over dinosaurussen is weerlegd: wetenschappers hebben begrepen hoe reptielen de planeet hebben overgenomen
350 miljoen jaar geleden gebeurde er iets vreemds met de aarde: het beïnvloedde de bewoonbaarheid
Een enorm ozongat gevonden. Het is gevaarlijk voor 50% van de wereldbevolking en is het hele jaar zichtbaar.