计算机速度可能每年都在提高，但如果用光脉冲而不是电流来代表它的二进制代码1和0，将给计算速度带来质的飞跃。据每日科学网9月10日报道，美国宾夕法尼亚大学研究人员用硫化镉纳米线制造出了第一个全光光子开关，并将其与逻辑门结合，而这是计算机芯片处理信息的基本组成部分。研究人员指出，这是光子学前沿领域的重要进展，未来有望带来用光计算的光子计算机。相关论文发表在《自然·纳米技术》杂志上。

　　研究由该校工程与应用科学学院材料科学系副教授莱特斯·阿加瓦尔和研究生布赖恩·皮科尼共同指导。这一革新型开关以他们早期的研究为基础。他们的早期研究显示，硫化镉纳米线具有极强的光—物质耦合性，用其操纵光线非常有效，而这种特性对开发纳米光子电路至关重要。现有的光控制装置非常笨重，而且所需能量比电子设备更多。

　　“对纳米光子结构而言，最大的难题是让光线进入，再加以处理，然后让它们出去。”阿加瓦尔说，“我们的主要创新就是解决了第一个问题，使纳米线本身成为一种芯片上的光源。”

　　他们先在纳米线上刻下精确的缝隙，然后在第一段纳米线输入足够能量，这样其底端和缝隙就会发出激光。由于开始时他们只用一根纳米线，所以两段的端口完全匹配，第二段能有效吸收并传输来自第一段的光。阿加瓦尔说：“当第二段接到激光，我们就发出另外的光，并关闭纳米线中正传来的光。这样它就成了一个开关。”

　　研究人员能检测从第二段纳米线端口发出的光的强度，以确保开关能有效表现逻辑装置中所用的二进制状态。他们把两根纳米线结合构成“Y”型，成功构建了一个与非门（表示在所有输入为“1”时返回输出为“0”）。这一与非门“功能完整”，如果以正确的顺序输入，它们能做任何类型的逻辑运算，因而构成了通用计算机处理器的基础。

　　“在未来，我们可能会看到‘消费电子产品’变成了‘消费光子产品’。”阿加瓦尔说，“这项研究表明这是可能的。”

世界最小纳米激光发射器问世（安安）

插图中显示的即为超低阈值纳米发射器的结构

　　德克萨斯州立大学的物理学家与中国的同行合作，研制出了世界上最小的半导体激光发射器。《Science》杂志上将发表他们的研究成果。

　　要研制更快、更小、更节能的光子发射器，最关键的是要实现半导体激光器的微型化。这项技术可应用于超级计算机芯片、高敏感度生物传感器、疾病的治疗与研究以及下一代通信技术的研发等多个领域。

　　普通的光电子器件利用纳米发射器产生光信号来传递信息，它们已具备替代传统电子电路的潜力。但是，光电子器件的尺寸和性能却受到了“三维光学衍射极限”的限制。

　　德克萨斯州立大学物理系Chih-Kang “Ken” Shih教授带领他的团队实现了突破。这种新型元件是由掺杂了氮化铟镓的氮化镓异质纳米棒制成。此两种合金通常应用于LED灯中。在发射器内部，纳米棒放置在薄的绝缘硅层上，而硅层的另一面是一层原子级光滑的银。教授的实验室耗费了15年来完善这种材料。纳米激光发射器的面世无疑将推动芯片通信的发展。在芯片通信中，所有的信息都包含在芯片上。采用新型发射器后，电子元件的产热问题可以杜绝。另外，还可避免芯片间传递信息时数据的丢失。

　　台湾清华大学的郭尚志（音译）教授、德克萨斯州立大学物理系的Gennady Shvets教授、台湾清华大学的陈力俊（音译）教授参与到此项研究中。