Võtmed kaasavõtmiseks
- Teadlaste sõnul võib läbimurre valguse kasutamisel teabe saatmiseks kaasa tuua äärmiselt väikese energiatarbimisega vidinate.
- Teadlased kasutasid munakarpi sarnaselt paigutatud kvantpunktide loomiseks uut tüüpi pooljuhte.
- Uued uuringud kuuluvad paljude uute tehnoloogiate hulka, mis võivad võimaldada ülimadala võimsusega seadmeid.
Hiljutine läbimurre valguse abil teabe saatmisel võib viia väga madala energiatarbimisega vidinateni.
Teadlased näitasid, kuidas nad saavad nõrkade valgussignaalide muutmiseks ja tuvastamiseks kasutada kvantefekti, mida nimetatakse mittelineaarsuseks. Arendust saaks lõpuks kasutada isiklikes elektroonikaseadmetes. Kuid ärge oodake, et näete niipea Best Buy'is kvantvidinat.
"Selles artiklis kirjeldatud lähenemisviis on asjakohane ja põnev, kuid tundub, et see on kasutuselevõtust kaugel," ütles väikese energiatarbega seadmetele spetsialiseerunud ettevõtte Ambiq asutaja ja tehnoloogiajuht Scott Hanson. ütles meiliintervjuus.
"Tänapäeva uusimates vidinates kasutatavad kiibid põhinevad ligikaudu samadel ränipõhistel "lülititel", mis on olnud kasutusel aastakümneid. Isegi väiksemate muudatuste tegemiseks nende kiipide tootmisviisis kulub kasutuselevõtuks palju aastaid."
Kvantefektid viivad avastuseni
Teadlased kasutasid munakarpi sarnaselt paigutatud kvantpunktide loomiseks uut tüüpi pooljuhte. Meeskond valmistas selle munakarbi energiamaastiku kahe pooljuhthelbega, mida peetakse kahemõõtmelisteks materjalideks, kuna need on valmistatud ühest, vaid mõne aatomi paksusest molekulaarsest kihist.
Kahemõõtmelistel pooljuhtidel on suurematest tükkidest väga erinevad kvantomadused ja neid saab kasutada väikese võimsusega seadmetes.
Selleks, et see oleks jätkusuutlik, peame leidma viisi aku tööea säilitamiseks – see tähendab elektroonika töötamist väiksema võimsusega.
"Teadlased on mõelnud, kas tuvastatavaid mittelineaarseid efekte saab säilitada äärmiselt madalal võimsustasemel kuni üksikute footoniteni välja. See viiks meid teabetöötluse energiatarbimise põhimõttelise alampiirini, " ütles füüsikaprofessor Hui Deng. ja ajakirjas Nature uurimistööd kirjeldava artikli vanemautor, ütles pressiteates.
Üheks peamiseks väljakutseks, mille teadlased pidid ületama, oli kvantpunktide juhtimine. Punktide rühmana valgusega juhtimiseks ehitas meeskond resonaatori, tehes põhja ühe peegli, asetades selle peale pooljuhi ja asetades seejärel teise peegli pooljuhi peale.
"Te peate paksust väga tihed alt kontrollima, et pooljuht oleks optilise välja maksimumis, " ütles Dengi labori järeldoktor ja paberi esimene autor Zhang Long..
Uued 2D-pooljuhid võivad viia kvantseadmed pigem toatemperatuurini kui praegu nõutava äärmusliku külmani.
"Oleme jõudmas Moore'i seaduse lõppu," ütles inseneriprofessor ja artikli kaasautor Steve Forrest, viidates trendile, mille kohaselt kiibil olevate transistoride tihedus kahekordistub iga kahe aasta järel. pressiteade.
"Kahemõõtmelistel materjalidel on palju põnevaid elektroonilisi ja optilisi omadusi, mis võivad meid tegelikult viia ränist kaugemale jäävale maale."
Kui Dengi uurimistöö tasub end ära, võivad ülimadala võimsusega seadmed (ULPD) kasutajatele tohutult kasu tuua, ütles traadita elektrienergia ettevõtte Powercast tegevjuht Charlie Goetz meiliintervjuus."Need võimaldavad konfigureerida ja juurutada üldlevinud IoT-võrke. Need omakorda toidavad tehisintellekti, mis saab seejärel sisendi koguse kvaliteetseks väljundiks teisendada," lisas ta.
"ULPD-d on võimaldav tegur, mis muudab tuleviku rohelisemaks, turvalisemaks, tõhusamaks ja nutikamaks linnaks."
Avastades palju võimalusi vähese energiatarbe saavutamiseks
Teadlased uurivad paljusid muid tehnoloogiaid, mis võiksid võimaldada ülimadala võimsusega seadmeid.
"Viimastel aastatel on süsteemi kiibil (SoC) ruumis tehtud muljetavaldavaid edusamme, " ütles Goetz. "Need vähese võimsusega seadmed võivad töötada akuga aastaid ja, mis veelgi olulisem, saab neid toita juhtmevab alt eem alt, kasutades raadiosagedusi või mõnel juhul infrapuna."
Inimrass ujub patareides nutitelefonist tulekahjusignalisatsioonini, ütles Hanson. "See muutub kiiresti juhitamatuks, kuna meie riided, kodud ja meid ümbritsevad linnad muutuvad "targaks" ja "ühendatuks"," lisas ta.
"Selleks, et see oleks jätkusuutlik, peame leidma viisi aku tööea säilitamiseks – see tähendab, et elektroonika töötatakse väiksema võimsusega. Tehnoloogiad, mis saavutavad selle eesmärgi, et "väiksem energiat tarbida", on kriitilise tähtsusega."
