據美國物理學家組織網11月16日(北京時間(jiān))報道,斯坦福大學工程學院(yuàn)的研究團隊研發出一(yī)種超快的納米級發光二(èr)極管(LED),能夠以每秒100億比特的速度傳(chuán)輸數據,並比(bǐ)當(dāng)前以激光為基(jī)礎的係統裝置能耗更低。研究人(rén)員表示,這是為芯(xīn)片上的計(jì)算機數據傳輸提供超快(kuài)、低能耗光源的重要步驟。相關研究報告發表在15日出版的《自然?通訊》雜誌上。
科研人員表示,低能耗的電控光源是下一代光學係統的關鍵,這能夠迎合計(jì)算機行業日(rì)益增長的能源需求。傳統(tǒng)上,工(gōng)程師認為(wéi)隻有激光才能以極高的(de)數據傳輸速率(lǜ)和超低能耗進行通訊。而此次研發的單一模式LED能(néng)發(fā)射單一波(bō)長的光,與激光十分相(xiàng)似,能像激光一樣執行(háng)相同任務,且消(xiāo)耗的能量更低。
研(yán)究(jiū)人員在(zài)新裝置的中心(xīn),插入了若幹座砷化銦“小(xiǎo)島(dǎo)”。當電脈衝(chōng)通過時,它們能產生光。這些“小島”的周圍(wéi)包(bāo)裹著光子晶體(在半導體上(shàng)蝕刻的微(wēi)孔陣列),能像鏡子一般將(jiāng)光線彈射聚集至裝置的(de)中央,使它們囚禁於LED內,並(bìng)被迫(pò)按單一頻率產生共鳴,從(cóng)而形成(chéng)單模光。
現有設備基本是由激光發光器(qì)與外部調製器兩(liǎng)個裝置構成(chéng)。兩種裝置都需要消耗電(diàn)力,而新款二極管將發光器和調製器的功能整合到一個裝置內,大(dà)大降低了耗能量。科學家表示,新款設備可(kě)達到目前最高效設(shè)備能源效率的2000倍至(zhì)4000倍。平均而言,新款LED裝置能以每比特0.25飛焦(10-15焦耳)的耗能量傳輸數據(jù),而當下典型的低能耗激光(guāng)設備也需要消耗500飛焦來傳輸單個比特,其他技術則耗能(néng)更多。
總編輯(jí)圈點
將發光器(qì)和調製器合二(èr)為一,是目前(qián)最高效設(shè)備能源效率的2000?4000倍,能以每秒100億比特的速度傳輸數據,這(zhè)種能耗(hào)低、速度快,比激(jī)光還厲害的新款二極管,聽起來沒法不叫人歡欣鼓舞。而一旦這一激動人心的成果應用(yòng)於實踐,日益(yì)緊張的能源問題(tí)或將得到極大的緩解,因(yīn)埋(mái)怨電腦速度慢而摔(shuāi)爛鼠標的(de)現象也將成為(wéi)過去。前景光明,任重道遠。唯有祈盼這一美好的願景不會讓我們等待太久。
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