Nové zariadenie ovláda svetlo pomocou materiálu s fázovou zmenou a grafénového ohrievača. Tenký
Tradičné kremíkové fotonické spínačesa upravujú pomocou tepelného efektu. Pri pôsobení tepla sa menia optické vlastnosti materiálu spínača, čím sa mení svetelná dráha. Aby sa v takýchto zariadeniach vytvorilo teplo, elektrický prúd spravidla prechádza cez kov alebo polovodič. Táto technológia si vyžaduje obrovské množstvo energie, poznamenávajú autori.
Umelecké zobrazenie vypínača.Svetlo je riadené materiálom s fázovou zmenou (modrý segment) vyhrievaným grafénom. Obrázok: Zhuoran (Roger) Fang, University of Washington
Vo svojej práci vedci používali neprchavémateriál fázovej zmeny. Takýto materiál sa pri krátkodobom zahriatí premení a zostane v tomto stave, kým nedostane ďalší tepelný impulz, po ktorom sa vráti do pôvodného stavu. Tým odpadá nutnosť udržiavať napätie na udržanie požadovaného tvaru.
Okrem toho vývojári použilinedopovaný kremík s hrúbkou 220 nm na šírenie svetla a medzi kremík a materiál s fázovou zmenou vložil vrstvu grafénu na vedenie elektriny. Tento dizajn eliminuje plytvanie energiou presmerovaním všetkého tepla generovaného grafénom do zmeny materiálu s fázovou zmenou.
Výsledky štúdie ukázali, že hustotaSpínacia energia tohto nastavenia je len 8,7 AJ/Nm3. To je asi 70-krát menej, ako vyžadujú bežné zariadenia, ktoré používajú na ohrev materiálu dopovaný kremík.
V porovnaní s tým, čo je v súčasnostipoužívaná v dátových centrách na riadenie fotonických obvodov, táto technológia výrazne zníži energetické potreby dátových centier, vďaka čomu budú udržateľnejšie a šetrnejšie k životnému prostrediu.
Arka Majumdar, výskumníčka a spoluautorka University of Washington
Neoddeliteľnou súčasťou sú dátové centrámoderná realita. Pri prenose dát medzi servermi v rámci centra spotrebúvajú obrovské množstvo energie. Jedným zo spôsobov, ako znížiť náklady na elektrinu, je použiť svetlo na prenos informácií pomocou elektricky ovládaných optických spínačov, ktoré riadia tok svetla.
Čítaj viac:
Hlavný mýtus o dinosauroch bol vyvrátený: vedci pochopili, ako plazy ovládli planétu
Pred 350 miliónmi rokov sa Zemi stalo niečo zvláštne: ovplyvnilo to obývateľnosť
Našli obrovskú ozónovú dieru. Je nebezpečný pre 50 % svetovej populácie a je viditeľný po celý rok.