迄今最纖薄(僅為三個原子厚)的半導體

 美國科學家們利用迄今最纖薄(僅為三個原子厚)的半導體,製造出一種新型納米激光器,其不僅能效更高,容易製造且可與目前的電子設備兼容。研究人員表示,這一研究成果為最終製造出用光而非電子傳輸信息的下一代計算設備奠定了堅實的基礎。

從醫療到金屬切割再到電子產品,激光器都在其中扮演重要角色,但為了滿足現代計算、通訊、成像和傳感要求,科學家們一直希望能製造出體型更小且耗能更低的激光係統。華盛頓大學和斯坦福大學攜手研製的這款納米激光器,用僅僅三個原子厚的鎢基半導體作為發光“增益材料”,或將滿足上述要求。

該研究主要負責人吳三豐(音譯)表示:“納米激光器中使用的鎢基半導體也是最近才問世,單層鎢基分子非常纖薄且能有效地發射光,科學家們已經用它製造出了晶體管、二極管、太陽能電池等,現在,開始用它製造納米激光器。”半導體泵浦激光器的類別

盡管納米激光器體型嬌小,肉眼無法看到,但其可廣泛應用於多個領域—從下一代計算設備到能監測健康狀況的可植入微型芯片等。不過,以前研製出納米激光器使用的增益材料,要麽更厚,要麽被嵌入捕獲光的空腔結構內,這就使它們很難製造且不容易同現在的電路和計算設備完美融合。據物理學家組織網3月25日(北京時間)報道,最新納米激光器中使用的三個原子厚度的半導體能直接放在常用的光學空腔內,因此,能與組成激光器的關鍵元素有效地結合在一起。而且,隻需27納瓦的電力就能讓其發射光,能效極高。

該研究的聯合作者、華盛頓大學電子工程和物理學助理教授阿卡·馬優姆達表示,新型納米激光器的另一個優點是很容易製造,也可與電子設備中常見的矽原件一起工作;另外,使用原子板作為增益材料不僅讓其用途廣泛且能更好地對其屬性進行控製。最新的納米激光技術讓科學家們朝著光子計算和短距離光通訊邁出了重要一步。接下來,他們打算對激光發射的光的屬性進行更深入的研究。

研究人員希望他們能進一步製造出電驅動的納米激光器,最終實現用光而非電子在計算機芯片和主板間傳輸信息。目前的信息傳輸過程可能導致係統過熱,可能也會浪費大量能源,因此,包括臉譜、惠普和因特爾等擁有大量數據中心的巨頭都對能效更高的解決方案感興趣。使用光子而非電子來傳輸信息耗能更少,且有望使下一代計算設備突破目前的帶寬和能量限製。

相關文章

免費谘詢