Saklar lampu cair dapat memungkinkan elektronik yang lebih kuat

COCKPIT WINDOWS - How to open SLIDING WINDOW and HOW TO DEAL WITH WINDOW CRACKS! (Juli 2019).

Anonim

Para peneliti telah membangun miniatur saklar elektro-optik yang dapat mengubah putaran atau momentum sudut dari bentuk cahaya cair dengan menerapkan medan listrik ke perangkat semikonduktor seperseribu meter dalam ukuran. Hasilnya, yang dilaporkan dalam jurnal Nature Materials, menunjukkan bagaimana menjembatani kesenjangan antara cahaya dan listrik, yang dapat memungkinkan pengembangan elektronik yang lebih cepat dan lebih kecil.

Ada perbedaan mendasar antara cara di mana informasi diproses dan ditransmisikan oleh teknologi saat ini. Untuk memproses informasi, muatan listrik dipindahkan pada chip semikonduktor; dan untuk mengirimkannya, lampu kilat dikirim ke serat optik. Metode saat ini konversi antara sinyal listrik dan optik keduanya tidak efisien dan lambat, dan peneliti telah mencari cara untuk menggabungkan keduanya.

Untuk membuat elektronik lebih cepat dan lebih kuat, lebih banyak transistor perlu diperas ke chip semikonduktor. Selama 50 tahun terakhir, jumlah transistor pada satu chip telah berlipat ganda setiap dua tahun — ini dikenal sebagai hukum Moore. Namun, karena keripik terus semakin kecil, para ilmuwan sekarang harus berurusan dengan efek kuantum yang terkait dengan atom dan elektron individu, dan mereka mencari alternatif untuk elektron sebagai pembawa utama informasi untuk mengikuti hukum Moore dan kehausan kita. untuk elektronik yang lebih cepat, lebih murah dan lebih kuat.

Para peneliti Universitas Cambridge, yang dipimpin oleh Profesor Jeremy Baumberg dari Pusat NanoPhotonik, bekerja sama dengan para peneliti dari Meksiko dan Yunani, telah membangun sebuah saklar yang memanfaatkan keadaan baru materi yang disebut Polariton Bose-Einstein kondensat untuk mencampur listrik dan optik. sinyal, saat menggunakan jumlah energi yang sangat kecil.

Polariton Bose-Einstein kondensat dihasilkan oleh menjebak cahaya antara cermin hanya berjarak beberapa juta meter terpisah, dan membiarkannya berinteraksi dengan lembaran tipis bahan semikonduktor, menciptakan setengah-cahaya, setengah materi campuran yang dikenal sebagai polariton.

Menempatkan banyak polariton di ruang yang sama dapat menyebabkan kondensasi - mirip dengan kondensasi tetesan air pada kelembaban tinggi - dan pembentukan cairan materi ringan yang berputar searah jarum jam (spin-up) atau berlawanan arah jarum jam (spin-down). Dengan menerapkan medan listrik ke sistem ini, para peneliti mampu mengendalikan putaran kondensat dan mengubahnya antara negara bagian atas dan bawah. Cairan polariton memancarkan cahaya dengan putaran jarum jam atau berlawanan arah jarum jam, yang dapat dikirim melalui serat optik untuk komunikasi, mengubah sinyal listrik ke optik.

"Saklar polariton menyatukan sifat-sifat terbaik elektronik dan optik menjadi satu perangkat kecil yang dapat memberikan pada kecepatan yang sangat tinggi sementara menggunakan sejumlah kecil daya, " kata penulis utama surat kabar itu, Dr Alexander Dreismann dari Cambridge Cavendish Laboratory.

"Kami telah membuat saklar lampu bidang-efek yang dapat menjembatani kesenjangan antara optik dan elektronik, " kata rekan penulis Dr Hamid Ohadi, juga dari Laboratorium Cavendish. "Kami mencapai batas seberapa kecil kami dapat membuat transistor, dan elektronik berdasarkan cahaya cair bisa menjadi cara meningkatkan kekuatan dan efisiensi elektronik yang kami andalkan."

Sementara perangkat prototipe bekerja pada suhu cryogenic, para peneliti sedang mengembangkan bahan lain yang dapat beroperasi pada suhu kamar, sehingga perangkat dapat dikomersialisasikan. Faktor kunci lainnya untuk komersialisasi perangkat adalah produksi massal dan skalabilitas. "Karena prototipe ini didasarkan pada teknologi fabrikasi yang mapan, ia memiliki potensi untuk ditingkatkan dalam waktu dekat, " kata rekan penulis studi Profesor Pavlos Savvidis dari lembaga FORTH di Crete, Yunani.

Tim saat ini sedang mengeksplorasi opsi untuk mengkomersilkan teknologi serta mengintegrasikannya dengan basis teknologi yang ada.

menu
menu