Κατεβάστε την ταινία σε δευτερόλεπτα
Μάρκες με ένα στρώμα του μαύρου φωσφόρου θα μπορούσε να εγκαινιάσει μια νέα εποχή στη μετάδοση δεδομένων: Κατά την αποστολή οπτικών επιστήμονες δεδομένων που επιτυγχάνεται χάρη στα υλικά ταχύτητες μεταφοράς έως και τρία δισεκατομμύρια bits ανά δευτερόλεπτο.Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να κατεβάσετε μια πλήρη ταινία HD σε μόλις 30 δευτερόλεπτα.
Υλικό ερευνητές έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν νανο-στρώματα του μαύρου φωσφόρου. Πρόκειται για μια νέα εποχή των συσκευών νανοηλεκτρονικές ξεκίνησε, το περιοδικό του ΜΙΤ Technology Review .
Ο φώσφορος είναι ένα αντίδραση χαρούμενη στοιχείο το οποίο είναι κοινώς γνωστό στους αγώνες και τα λιπάσματα. Ωστόσο, οι ερευνητές μπόρεσαν να διαθέσει την ουσία σε μία σταθερή κρυσταλλική μορφή, το λεγόμενο μαύρο φωσφόρου. Για μια νέα μελέτη, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Μινεσότα που χρησιμοποιείται σε μια εξαιρετικά λεπτή, μόνο 20 άτομα φιλμ πάχους του υλικού θαύμα για να αποδείξει επικοινωνίες δεδομένων υψηλής ταχύτητας για την οπτική νανο-κυκλώματα.
Οι επιστήμονες τοποθέτησαν σε λεπτές νιφάδες μαύρο φωσφόρου των σύνθετων οπτικών κυκλωμάτων σε τσιπ πυριτίου. "Επειδή τα υλικά είναι δύο διαστάσεων, είναι λογικό να τους βάλει σε μάρκες με επίπεδη ολοκληρωμένα κυκλώματα για να εξασφαλίζουν τη μέγιστη δυνατή αλληλεπίδραση με το φως και μπορούν να μεγιστοποιήσουν οπτοηλεκτρονικές ιδιότητές τους», λέει ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας καθηγητής Li σε μια απελευθέρωση .
Κατά τη χρήση, η ομάδα έδειξε την εντυπωσιακή πρακτικότητα: Έστειλαν οπτικών δεδομένων υψηλής ταχύτητας μέσω οπτικών ινών και στη συνέχεια καλύπτονται με τον ανιχνευτή φωσφόρου. Οι ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων ομάδα πέτυχε μέχρι τριών δισεκατομμυρίων bits ή 3 gigabits ανά δευτερόλεπτο. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να κατεβάσετε μια πλήρη ταινία HD σε μόλις 30 δευτερόλεπτα.
Οι συσκευές ήταν τόσο τεράστιες αυξήσεις στην απόδοση σε σύγκριση με συσκευές που χρησιμοποιούν το παρόμοιο κρυσταλλικό θαύμα υλικό γραφένιο, σύμφωνα με μια έκθεση στο περιοδικό Scientific American . Η ομάδα ήταν σε θέση να αποδείξει ότι η απόδοση του φωσφόρου-ανιχνευτές φωτός, ακόμη και συγκρίσιμες συσκευές κατασκευασμένες από γερμάνιο ξεπεράσει - το στοιχείο που αρχικά είχε θεωρηθεί το χρυσό πρότυπο στην ανίχνευση φωτός on-chip.
Ωστόσο, η μεταφορά της βοήθειας φωσφόρου θα πάει ακόμα πιο γρήγορα: «Παρά το γεγονός ότι έχουμε ήδη αποδείξει την ικανότητα υψηλής ταχύτητας, αναμένουμε τις συσκευές μας ακόμα υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης με περαιτέρω βελτιστοποίηση», λέει ο Nathan Youngblood, ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά να γίνει για να καθορίσει τα θεωρητικά όρια για vollständigs βελτιστοποιημένη συσκευή σε όλα."
Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων της, μπορεί μαύρα φωσφόρου ανιχνεύουν το φως πολύ αποτελεσματικά και συνεπώς είναι ενδιαφέρουσα για οπτικές γραμμές. Σε σήματα οπτικής ίνας μεταδίδονται με το φως και επομένως είναι πολύ πιο γρήγορα από ό, τι τα σήματα που μεταδίδονται ηλεκτρικά. Ωστόσο, μέρος του σήματος με παραγάδια χάνεται. Φώσφορος βοηθά να ανιχνεύσει το εισερχόμενο σήμα φωτός ως πλήρως και σαφώς όσο το δυνατόν.
Τα καλώδια οπτικών ινών τα μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διαβίβαση των δεδομένων κίνησης, αλλά είναι επίσης όλο και πιο ελκυστική για επεξεργασία μέσα στον ίδιο τον υπολογιστή, για μάρκες, σκληρούς δίσκους και τους μεταποιητές.Καθώς οι καταναλωτές ζητούν ηλεκτρονικές συσκευές που είναι πιο γρήγορη και μικρότερους κατασκευαστές ηλεκτρονικών χώνω περισσότερους πυρήνες επεξεργαστή σε ένα ενιαίο τσιπ, αλλά να έχουν όλοι αυτοί οι επεξεργαστές επικοινωνούν μεταξύ τους αποτελεί βασική πρόκληση για τους ερευνητές. Ο στόχος είναι να βρεθούν υλικά που να επιτρέπουν υψηλής ταχύτητας on-chip επικοινωνίας χρησιμοποιώντας το φως.
Επιπλέον, το μαύρο φώσφορος είναι ένα λεγόμενο ημιαγωγών άμεσης ζώνης, πράγμα που σημαίνει ότι έχει τη δυνατότητα να μετατρέψει αποτελεσματικά ηλεκτρικά σήματα πίσω στο φως. Μαζί με την ικανότητα ανίχνευσης υψηλής φωτόνιο του μαύρου φωσφόρου θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή φωτός σε ένα οπτικό κύκλωμα, έτσι ώστε να μπορεί να γίνει ένα one-stop λύση για on-chip οπτικές επικοινωνίες.
«Η ιδέα είναι πραγματικά συναρπαστικό να έχουμε ένα ενιαίο υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οπτικά αποστολή και λήψη δεδομένων, και αυτό δεν περιορίζεται σε ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα ή μήκος κύματος", οι ερευνητές Youngblood. "Αυτό θα μπορούσε να έχει μεγάλες δυνατότητες για επικοινωνία υψηλής ταχύτητας μεταξύ των πυρήνων της CPU, η οποία είναι επί του παρόντος η συμφόρηση στη βιομηχανία των υπολογιστών."
