Den nye enheten styrer lyset ved hjelp av et faseendringsmateriale og en grafenvarmer. Tynn
Tradisjonelle fotoniske brytere av silisiumjusteres ved hjelp av den termiske effekten. Når det utsettes for varme, endres de optiske egenskapene til brytermaterialet, og dermed endres lysbanen. Som regel, for å generere varme i slike enheter, føres en elektrisk strøm gjennom et metall eller en halvleder. Denne teknologien krever en enorm mengde energi, bemerker forfatterne.
Kunstnerisk skildring av bryteren.Lyset styres av et faseendringsmateriale (blått segment) oppvarmet av grafen. Bilde: Zhuoran (Roger) Fang, University of Washington
I sitt arbeid brukte forskere ikke-flyktigefaseendringsmateriale. Et slikt materiale forvandles ved kortvarig oppvarming og forblir i denne tilstanden til det mottar en annen termisk impuls, hvoretter det går tilbake til sin opprinnelige tilstand. Dette eliminerer behovet for å opprettholde spenningen for å opprettholde ønsket form.
I tillegg brukte utviklerneudopet silisium med en tykkelse på 220nm for lysforplantning og introduserte et lag med grafen mellom silisiumet og faseendringsmaterialet for å lede elektrisitet. Denne designen eliminerer energisløsing ved å kanalisere all varmen som genereres av grafen til å endre materialet med en faseendring.
Resultatene av studien viste at tetthetenBytteenergien til dette oppsettet er bare 8,7 AJ/Nm3. Dette er omtrent 70 ganger mindre enn det som kreves av vanlige enheter som bruker dopet silisium for å varme opp materialet.
Sammenlignet med det som er nåbrukt i datasentre for å kontrollere fotoniske kretser, vil denne teknologien redusere energibehovet til datasentre betydelig, noe som gjør dem mer bærekraftige og miljøvennlige.
Arka Majumdar, University of Washington-forsker og medforfatter
Datasentre er en integrert delmoderne virkelighet. De bruker enorme mengder energi mens de overfører data mellom servere i senteret. En måte å redusere strømkostnadene på er å bruke lys til å overføre informasjon ved hjelp av elektrisk drevne optiske brytere som styrer lysstrømmen.
Les mer:
Hovedmyten om dinosaurer er blitt tilbakevist: forskere har forstått hvordan reptiler tok over planeten
For 350 millioner år siden skjedde noe merkelig med jorden: det påvirket beboelighet
Fant et stort ozonhull. Det er farlig for 50 % av verdens befolkning og er synlig hele året.