用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向科技前沿
关键字  范围   
 
宾夕法尼亚大学制造出首个纳米线光子开关 世界最小纳米激光发射器问世
宾夕法尼亚大学制造出首个纳米线光子开关 世界最小纳米激光发射器问世
作者:常丽君 | 2012/9/13 14:50:27 | 浏览:1133 | 评论:0

  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)

宾夕法尼亚大学制造出首个纳米线光子开关 世界最小纳米激光发射器问世
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。

相关栏目:『科技前沿
美国"OpenAI”研发出"Go-Explore”:使AI向真正“智能学习体”迈进 2021-02-27 [45]
亚当·米基维奇大学和马克斯·普朗克智能系统研究所探索时间晶体获重大突破 2021-02-27 [46]
美国航空总署推出“火星快照”服务,让你透过P图完成登陆火星的梦想 2021-02-26 [104]
俄罗斯国立研究型工艺技术大学合成新材料将锂离子电池容量增加3倍 2021-02-22 [41]
英国《自然·能源》:双面单片钙钛矿/硅双层单片太阳能电池转换效率高 2021-02-20 [66]
瑞士洛桑联邦理工学院用3D气溶胶喷射打印石墨烯-钙钛矿新型X射线探测器 2021-02-19 [90]
欧洲核子研究中心首证发现罕见的希格斯玻色子衰变 2021-02-18 [57]
英国格拉斯哥大学首次找到全息技术“量子飞跃”或彻底改变成像技术 2021-02-16 [53]
约翰内斯・谷登堡-美因茨大学:新粒子新实验-在五维时空内寻找暗物质 2021-02-14 [105]
《The Astronomical Journal》:银河系内惊现一颗百亿岁“超级地球” 2021-02-14 [145]
相关栏目更多文章
最新图文:
:日本政府《氢能利用进度表》 :美国《2016-2045年新兴科技趋势报告》 :天津工业大学“经纬英才”引进计划 :浙江财经大学国际青年学者论坛的邀请函 (10/31-11/1) :美国加大审查范围 北大多名美国留学生遭联邦调查局质询 :天安门广场喜迎“十一”花团锦簇的美丽景象 马亮:做院长就能够发更多论文?论文发表是不是一场“权力的游戏”? :印裔人才在美碾压华裔:我们可以从印度教育中学到什么?
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2021 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.