Atslēgas līdzņemšanai
- Pētnieki saka, ka izrāviens gaismas izmantošanā informācijas sūtīšanai var novest pie ārkārtīgi zema enerģijas patēriņa sīkrīkiem.
- Pētnieki izmantoja jauna veida pusvadītājus, lai izveidotu kvantu punktus, kas sakārtoti kā olu kastīte.
- Jaunais pētījums ir viena no daudzām jaunām tehnoloģijām, kas varētu nodrošināt īpaši mazjaudas ierīces.
Nesen veiktais sasniegums informācijas sūtīšanā, izmantojot gaismu, var novest pie ārkārtīgi zema enerģijas patēriņa sīkrīkiem.
Pētnieki parādīja, kā viņi var izmantot kvantu efektu, kas pazīstams kā nelinearitāte, lai modificētu un noteiktu vājus gaismas signālus. Izstrāde galu galā varētu tikt izmantota personīgajās elektronikas ierīcēs. Bet negaidiet, ka drīzumā Best Buy redzēsiet kvantu sīkrīku.
"Šajā rakstā aprakstītā pieeja ir atbilstoša un aizraujoša, taču šķiet, ka tā ir tālu no ieviešanas," sacīja Skots Hansons, uzņēmuma Ambiq dibinātājs un galvenais tehnoloģiju speciālists, kas specializējas mazjaudas ierīču ražošanā, teica e-pasta intervijā.
"Mūsdienās jaunākajos sīkrīkos izmantoto mikroshēmu pamatā ir aptuveni tie paši silīcija "slēdži", kas ir bijuši jau vairākus gadu desmitus. Pat nelielas izmaiņas šo mikroshēmu ražošanā aizņem daudzus gadus."
Kvantu efekti noved pie atklājumiem
Pētnieki izmantoja jauna veida pusvadītājus, lai izveidotu kvantu punktus, kas sakārtoti kā olu kastīte. Komanda izgatavoja šo olu kartona enerģijas ainavu ar divām pusvadītāju pārslām, kuras tiek uzskatītas par divdimensiju materiāliem, jo tās ir izgatavotas no viena molekulārā slāņa, tikai dažu atomu biezumā.
Divdimensiju pusvadītājiem ir kvantu īpašības, kas ļoti atšķiras no lielākiem gabaliem, un tos var izmantot mazjaudas ierīcēs.
Lai tas būtu ilgtspējīgs, mums ir jāatrod veids, kā saglabāt akumulatora darbības laiku, kas nozīmē, ka elektronika tiek darbināta ar mazāku jaudu.
"Pētnieki ir prātojuši, vai nosakāmus nelineārus efektus var uzturēt ārkārtīgi zemā jaudas līmenī līdz pat atsevišķiem fotoniem. Tādējādi mēs nonāksim pie informācijas apstrādes pamata enerģijas patēriņa zemākās robežas," fizikas profesors Hui Dengs. un vecākais autors darbam Nature, kurā aprakstīts pētījums, teikts ziņu izlaidumā.
Viens no galvenajiem izaicinājumiem, kas pētniekiem bija jāpārvar, bija kvantu punktu kontrole. Lai kontrolētu punktus kā grupu ar gaismu, komanda izveidoja rezonatoru, izveidojot vienu spoguli apakšā, uzliekot pusvadītāju virs tā un pēc tam uzliekot otru spoguli pusvadītāja augšpusē.
"Jums ir ļoti stingri jākontrolē biezums, lai pusvadītājs būtu optiskā lauka maksimumā," paziņojumā presei sacīja Džans Longs, pēcdoktorantūras pētnieks Dengas laboratorijā un pirmais autors..
Jaunie 2D pusvadītāji varētu sasniegt kvantu ierīces līdz istabas temperatūrai, nevis ārkārtējam aukstumam, kas pašlaik ir nepieciešams.
"Mēs tuvojamies Mūra likuma beigām," sacīja Stīvs Forests, inženierzinātņu profesors un darba līdzautors, atsaucoties uz tendenci, ka mikroshēmā esošo tranzistoru blīvums dubultojas ik pēc diviem gadiem. ziņu izlaidums.
"Divdimensiju materiāliem ir daudz aizraujošu elektronisku un optisku īpašību, kas patiesībā var mūs aizvest uz zemi ārpus silīcija."
Ja Denga pētījumi atmaksāsies, īpaši zemas jaudas ierīces (ULPD) varētu sniegt milzīgu labumu lietotājiem, e-pasta intervijā sacīja Čārlijs Gēcs, bezvadu elektroenerģijas uzņēmuma Powercast izpilddirektors."Tie ļaus konfigurēt un izvietot visuresošus IoT tīklus. Tie savukārt pabaros AI, kas pēc tam var pārvērst ievades daudzumu kvalitatīvā izvadē," viņš piebilda.
"ULPD būs veicinošais faktors, kas ļaus veidot zaļākas, drošākas, efektīvākas un viedās nākotnes pilsētas."
Izpētīt daudzus ceļus uz zemu jaudu
Pētnieki pēta daudzas citas tehnoloģijas, kas varētu nodrošināt īpaši mazjaudas ierīces.
"Pēdējos dažos gados ir bijuši iespaidīgi sasniegumi sistēmas mikroshēmā (SoC) telpā," sacīja Gēcs. "Šīs mazjaudas ierīces var darboties gadiem ilgi, izmantojot akumulatoru, un, vēl jo vairāk, tās var darbināt bezvadu režīmā no attāluma, izmantojot radiofrekvences vai dažos gadījumos infrasarkano staru."
Cilvēku rase peld ar baterijām, sākot no viedtālruņa līdz ugunsgrēka signalizācijai, sacīja Hansons. "Tas ātri kļūst nekontrolējams, jo mūsu apģērbs, mājas un pilsētas mums apkārt kļūst "gudras" un "savienotas"," viņš piebilda.
"Lai tas būtu ilgtspējīgs, mums ir jāatrod veids, kā saglabāt akumulatora darbības laiku - tas nozīmē, ka elektronika tiek darbināta ar mazāku jaudu. Tehnoloģijas, kas sasniedz šo mērķi "mazāk enerģijas patēriņš", ir ļoti svarīgas."
