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美开发出超快纳米级发光二极管
材料来源:科技日报           录入时间:2011-11-18 8:53:40

据美国物理学家组织网报道,斯坦福大学工程学院的研究团队研发出一种超快的纳米级发光二极管(LED),能够以每秒100亿比特的速度传输数据,并比当前以激光为基础的系统装置能耗更低。研究人员表示,这是为芯片上的计算机数据传输提供超快、低能耗光源的重要步骤。相关研究报告发表在15日出版的《自然·通讯》杂志上。

科研人员表示,低能耗的电控光源是下一代光学系统的关键,这能够迎合计算机行业日益增长的能源需求。传统上,工程师认为只有激光才能以极高的数据传输速率和超低能耗进行通讯。而此次研发的单一模式LED能发射单一波长的光,与激光十分相似,能像激光一样执行相同任务,且消耗的能量更低。

研究人员在新装置的中心,插入了若干座砷化铟“小岛”。当电脉冲通过时,它们能产生光。这些“小岛”的周围包裹着光子晶体(在半导体上蚀刻的微孔阵列),能像镜子一般将光线弹射聚集至装置的中央,使它们囚禁于LED内,并被迫按单一频率产生共鸣,从而形成单模光。

现有设备基本是由激光发光器与外部调制器两个装置构成。两种装置都需要消耗电力,而新款二极管将发光器和调制器的功能整合到一个装置内,大大降低了耗能量。科学家表示,新款设备可达到目前最高效设备能源效率的2000倍至4000倍。平均而言,新款LED装置能以每比特0.25飞焦(10-15焦耳)的耗能量传输数据,而当下典型的低能耗激光设备也需要消耗500飞焦来传输单个比特,其他技术则耗能更多。


 


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