O novo dispositivo controla a luz usando um material de mudança de fase e um aquecedor de grafeno.Fino
Comutadores fotônicos de silício tradicionaissão ajustados usando o efeito térmico. Quando exposto ao calor, as propriedades ópticas do material do interruptor mudam, alterando assim o caminho da luz. Como regra, para gerar calor em tais dispositivos, uma corrente elétrica é passada através de um metal ou semicondutor. Essa tecnologia requer uma enorme quantidade de energia, observam os autores.
Imagem artística do interruptor.A luz é controlada por um material de mudança de fase (segmento azul) aquecido por grafeno. Imagem: Zhuoran (Roger) Fang, Universidade de Washington
Em seu trabalho, os cientistas usarammaterial de mudança de fase. Tal material se transforma em aquecimento de curto prazo e permanece neste estado até receber outro impulso térmico, após o qual retorna ao seu estado original. Isso elimina a necessidade de manter a tensão para manter a forma desejada.
Além disso, os desenvolvedores usaramsilício não dopado com espessura de 220nm para propagação da luz e introduziu uma camada de grafeno entre o silício e o material de mudança de fase para conduzir eletricidade. Este design elimina o desperdício de energia direcionando todo o calor gerado pelo grafeno para alterar o material com uma mudança de fase.
Os resultados do estudo mostraram que a densidadeA energia de comutação desta configuração é de apenas 8,7 AJ/Nm3. Isso é cerca de 70 vezes menor do que o exigido por dispositivos comuns que usam silício dopado para aquecer o material.
Em comparação com o que é atualmenteusada em data centers para controlar circuitos fotônicos, essa tecnologia reduzirá significativamente as necessidades energéticas dos data centers, tornando-os mais sustentáveis e ecologicamente corretos.
Arka Majumdar, pesquisadora e coautora da Universidade de Washington
Os data centers são parte integranterealidade moderna. Eles consomem enormes quantidades de energia enquanto transferem dados entre servidores dentro do centro. Uma maneira de reduzir os custos de eletricidade é usar a luz para transmitir informações usando interruptores ópticos operados eletricamente que controlam o fluxo de luz.
Consulte Mais informação:
O principal mito sobre os dinossauros foi refutado: os cientistas entenderam como os répteis dominaram o planeta
350 milhões de anos atrás, algo estranho aconteceu com a Terra: afetou a habitabilidade
Encontrou um enorme buraco de ozônio. É perigoso para 50% da população mundial e é visível durante todo o ano.