Forscher entwickeln lichtbasierten Schalter als Alternative zu elektronischen Chips
Forscher der University Pennsylvania und der Montana State University haben nun ein neues photonisches System vorgestellt, das diese Einschränkung überwinden soll.
Kurzfassung
Warum das wichtig ist
- Forscher der University Pennsylvania und der Montana State University haben nun ein neues photonisches System vorgestellt, das diese Einschränkung überwinden soll.
- Das neuartige Gerät kombiniert den zweidimensionalen Halbleiter Molybdändiselenid (MoSe₂) mit einer photonischen Kristall-Nanohöhle.
- Dadurch können Lichtsignale durch Licht gesteuert werden, wobei der Energieverbrauch extrem gering ausfällt.
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Redaktionelle Einordnung
Kernpunkt
Forscher der University Pennsylvania und der Montana State University haben nun ein neues photonisches System vorgestellt, das diese Einschränkung überwinden soll.
Warum relevant
Eine wesentliche Hürde für die Entwicklung solcher Technologien bestand jedoch darin, dass Photonen, also Lichtteilchen, untereinander.
Einordnung
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Eine wesentliche Hürde für die Entwicklung solcher Technologien bestand jedoch darin, dass Photonen, also Lichtteilchen, untereinander. „Unsere primäre Motivation bestand darin, das Feld der rein optischen Datenverarbeitung voranzutreiben – ein langjähriges Traumziel, Systeme zu errichten, die Informationen mit Licht statt mit Elektrizität verarbeiten", erklärte Li He, Assistenzprofessor an der Montana State University und leitender Autor der Studie. „Da Licht schneller reist und weniger Wärme erzeugt als bewegte Elektronen, könnten solche Systeme deutlich leistungsfähiger und energieeffizienter sein als heutige elektronische Chips." Um diese fundamentale Herausforderung zu überwinden, konzentrierten sich die Wissenschaftler darauf, stärkere Wechselwirkungen zwischen den Photonen zu erzeugen.
Dies gelang ihnen durch die Nutzung, hybride Quasiteilchen, die entstehen, wenn Photonen in Halbleitern stark mit Exzitonen koppeln. Für das Experiment verwendeten die Forscher eine einzelne Schicht aus MoSe₂ und integrierten diese in eine aus Siliziumnitrid gefertigte Nanobeam-Hohlraumstruktur.
Diese Struktur wurde speziell entwickelt, um Licht extrem eng einzuschließen. Der eingeschlossene Nanohohlraum verstärkte die Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie innerhalb des Geräts erheblich.
Quellenprofil
Quelle und redaktionelle Angaben
- Quelle
- Interesting Engineering
- Originaltitel
- Scientists build light-based switch to replace electronic chips
- Canonical
- https://interestingengineering.com/science/new-photonic-device-uses-light
- Quell-URL
- https://interestingengineering.com/science/new-photonic-device-uses-light
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