Веха для сверхбыстрой связи и вычислений

Исследователи из факультетов электротехники и вычислительной техники, физики и астрономии Университета штата Юта обнаружили, что на кремниевую пластину можно нанести особый вид перовскита — комбинацию органического и неорганического соединения, имеющую ту же структуру, что и исходный минерал. создать жизненно важный компонент для коммуникационной системы будущего. Эта система будет использовать терагерцовый спектр, следующее поколение полосы пропускания связи, которое использует свет вместо электричества для передачи данных, позволяя пользователям мобильных телефонов и Интернета передавать информацию в тысячу раз быстрее, чем сегодня.

Новое исследование, проведенное профессором электротехники и вычислительной техники Университета штата Юта Аджаем Нахатой и заслуженным профессором физики и астрономии Вали Вардени, было опубликовано в понедельник, 6 ноября, в последнем выпуске журнала Nature Communications.Терагерцовый диапазон представляет собой полосу между инфракрасным светом и радиоволнами и использует частоты, которые покрывают диапазон от 100 гигагерц до 10 000 гигагерц (типичный мобильный телефон работает на частоте всего 2,4 гигагерца).

Ученые изучают, как использовать эти световые частоты для передачи данных из-за их огромного потенциала для увеличения скорости таких устройств, как интернет-модемы или сотовые телефоны.Нахата и Вардени раскрыли важную часть этой головоломки: нанеся особую форму многослойного перовскита на кремниевую пластину, они могут модулировать проходящие через нее терагерцевые волны, используя простую галогеновую лампу. Модуляция амплитуды терагерцового излучения важна, потому что именно так будут передаваться данные в такой системе связи.

Предыдущие попытки сделать это обычно требовали использования дорогостоящего мощного лазера. Отличие этой демонстрации заключается в том, что не только мощность лампы обеспечивает такую ​​модуляцию, но и конкретный цвет света. Следовательно, они могут наносить разные перовскиты на одну и ту же кремниевую подложку, где каждая область может контролироваться разными цветами от лампы.

Это сделать нелегко при использовании обычных полупроводников, таких как кремний.«Думайте об этом как о разнице между чем-то, что является двоичным, и тем, что имеет 10 шагов», — объясняет Нахата о том, что может делать эта новая структура. «Кремний реагирует только на мощность оптического луча, но не на цвет.

Он дает вам больше возможностей для реальных действий, например, для обработки информации или в любом другом случае».Это не только открывает двери для превращения терагерцовых технологий в реальность, что приводит к появлению систем связи и вычислений следующего поколения, которые будут работать в тысячу раз быстрее, но и процесс наслоения перовскитов на кремний простой и недорогой с использованием метода, называемого «центробежное литье», при котором материал наносится на кремниевую пластину путем вращения пластины и создания возможности центробежной силы для равномерного распределения перовскита.

Вардени говорит, что уникальность типа перовскита, который они используют, заключается в том, что он представляет собой как неорганический материал, такой как камень, так и органический, как пластик, что позволяет легко наносить его на кремний, а также обладает оптическими свойствами, необходимыми для того, чтобы сделать этот процесс возможным.«Это несоответствие», — сказал он. «То, что мы называем« гибридом »».

Нахата говорит, что, вероятно, пройдет еще как минимум 10 лет, прежде чем терагерцовые технологии для связи и вычислений будут использоваться в коммерческих продуктах, но это новое исследование является важной вехой на пути к достижению этой цели.«Эта базовая возможность — важный шаг на пути к созданию полноценной системы связи», — говорит Нахата. «Если вы хотите отказаться от того, что делаете сегодня, используя модем и стандартную беспроводную связь, а затем перейти на тысячу раз быстрее, вам придется кардинально изменить технологию».


Портал обо всем