Ngày 06 - 12 vừa qua, nhóm nghiên cứu và phân tích Silicon của IBM đã chào làng một hiệu quả quan trọng trong ứng dụng của quang tử nano nền Silicon, sử dụng ánh sáng thay thế sửa chữa cho những sợi đồng cho bài toán truyền mua thông tin trong số "não" của một con chip.
Thành công này là bước ngoặc quan trọng đặc biệt dẫn mang lại việc chế tạo các siêu máy vi tính - là một trong những ước mơ xưa nay nay, khi những chíp lúc này vẫn bị tinh giảm bởi vấn đề tỏa nhiệt, tiêu hao năng lượng và kích thước lớn - núm vào đó là một trong chíp đơn, sử dụng cho các máy vi tính cá nhân, chuyển động nhanh hơn, giảm nhiệt độ và tiêu hao rất không nhiều năng lượng.
Biến cầu mơ siêu laptop trên một cpu thành lúc này
Kết quảđược chào làng trên tạp chí Optics Express, các nhà nghiên cứu và phân tích của IBM thừa nhận mạnh đây là một thành công xuất sắc vô cùng đặc biệt quan trọng trong việc truyền tải tin tức giữa các lõi , xuất xắc " não" của một con chíp, bằng cách sử dụng các xung ánh sáng, thay thế sửa chữa cho những tín hiệu năng lượng điện trong dây dẫn thông thường, để khiến cho một siêu máy tính xách tay trên chíp trọn vẹn bằng silicon.
Modulator1.jpg" alt="*">
Hình 1: Nguyên lý hoạt động của bộ pha trộn quang học tập ( IBM)
Bộ điều chế quang học của IBM tất cả chức năng biến hóa một biểu hiện điện số bên trên một dây dẫn sang một chuỗi những xung ánh sáng, để lưu thông và giải pháp xử lý trong một băng thông sóng quang tử nano nền silicon. Đầu tiên, một tia laze nguồn (màu đỏ) chiếu vào bộ điều chế quang đãng học. Bộ điều chế quang học (hộp màu đen với thương hiệu IBM) thực tế là một "cửa chập" rất nhanh để tinh chỉnh tín hiệu laser, hoặc chặn biểu đạt nguồn, hoặc mang lại nó truyền quađường dẫn sóng đầu ra. Khi một tín hiệu năng lượng điện số là xung (được mã hóa ngay số "1", màu sắc vàng) đến từ bên trái cỗ điều chỉnh, một xung ánh nắng ngắn được phép trải qua tới bộ quang học cổng output bên phải. Ngược lại, nếu không có xung năng lượng điện tại bộ kiểm soát và điều chỉnh (được mã hóa bằng số "0"), bộ điều chỉnh này sẽ phòng ánh sáng, quán triệt chúng đi tới được đầu ra. Với bí quyết xử lý này, thiết bị vẫn "điều chỉnh" cường độ của tia tia laze đầu vào, cùng biến những tín hiệu năng lượng điện số (1 và 0 ) thành những xung ánh sáng.
Bộ điều chế được các nhà nghiên cứu và phân tích sử dụng kia là cỗ điện-quang Mach- Zehnder nền silicon, để biến đổi tín hiệu điện sang tín hiệu xung ánh sáng. Điều đáng để ý là bộ điều chế này còn có kích thước nhỏ tuổi hơn 100 (và có chức năng thu nhỏ hơn tới 1000 lần) so với những thiết bị pha chế hiện tại. Đây cũng là thiết bị sau cuối trong khối hệ thống tích hợp rất cần phải silicon hóa, để xuất bản một chíp hoàn toàn trên nền silicon. Công nghệ silicon vẫn là một trong ứng cử viên sáng giá, so với các technology sử dụng các vật liệu khác ví như Germanium, giỏi Gallium Arsenide, Cadmium Sulfide cùng Gallium Nitride.
Tính đa dạng chủng loại (silicon là một trong trong số các nguyên tố có trữ lượng nhiều nhất trên trái đất), với sự đầu tư nghiên cứu trong trong cả 30 là đông đảo thế mạnh khỏe mà silicon bao gồm được. Nhóm nghiên cứu và phân tích sử dụng bộ kiểm soát và điều chỉnh nền silicon cũng ko nằm ngoài mục tiêu này, với nó là một nguyên nhân làm ưu đãi giảm giá thành, một vấn đề quan trọng đặc biệt và quyết định khi thương mại dịch vụ hóa sản phẩm; kết hợp với bộ xử lý hoàn toàn bằng quang đãng học, đã tiêu hao năng lượng ít hơn, bảo mật thông tin hơn, đồng thời tăng dung lượng truyền tải tin tức giữa các lõi lên đến hàng trăm lần so với cách thức dây dẫn hiện tại.
Modulator2.jpg" alt="*">
Hình 2: Cấu trúc bên phía trong của bộ điều chế quang học tập (IBM)
Bộ pha chế quang học tập của IBM sử dụng các đường dẫn sóng quang tử nano nền silicon để tinh chỉnh nguồn sáng sủa trên một chíp silicon. Các tín hiệu năng lượng điện số được truyền vào các đường dẫn sóng silicon nanophotonics tạo bởi vì lớp buôn bán dẫn dạng p+-i-n+ trải qua các cực điện (vàng). Những điện tích ( lỗ - các hạt color xanh, và electron - các hạt màu đỏ ) vào trong những đường dẫn và chuyển đổi đặc tính quang học của silicon; đó cũng là chính sách của bộ điều chỉnh quang học.
"Các công việc vẫn đã được thực hiện bởi đội IBM và một vài tổ chức công nghiệp để kết hợp và hoàn thành xong hóa các lõi tính trên một chíp, mà đối chiếu với những chíp hiện tại thì đang vấp phải việc tỏa nhiệt tương tự như bài toán xử trí với cân nặng thông tin ngày dần lớn", ts T.C.Chen, phó giám đốc Khoa học và technology của IBM phân phát biểu: "Chúng tôi đã thực hiện một bước đi quan trọng tiến tới việc chế tạo các bộ link giữa các lõi vào chip form size tối giản và năng suất hiệu quả, theo phía mà không một đội nào đã có lần thực hiện."
Một trong số các chip vượt trội nhất của IBM, kia là chip xử lý Cell, sử dụng trong bộ game Sony Playstation 3, chứa 9 lõi vào một chíp. Công nghệ mới này sẽ nhắm đến một phương pháp công suất - công dụng để hoàn toàn có thể liên thông hàng trăm đến hàng nghìn các lõi cùng với nhau vào một chíp nhỏ, và sửa chữa thay thế hoàn toán các dây dẫn. Sử dụng tia nắng thay đến dây dẫn để truyền thông tin giữa những lõi đã tăng tốc độ lên đến 100 lần, trong khi chỉ tiêu tốn 1/10 tích điện so với nghệ thuật dây dẫn đương thời.
Modulator3.jpg" alt="*">
Hình 3 : Mô bỏng quá trình hoạt động của đường dẫn sóng trong cỗ điều chế quang học tập (IBM)
Đường dẫn sóng (waveguide) được chế tạo ra bởi những sợi silicon (màu tím ) với chiều 200 lần nhỏ hơn so với gai tóc của chúng ta, bên trên một màng giải pháp điện silicon (SOI). Ánh sáng hoàn toàn bị giam trong số đường dẫn quang tử nano silicon, như bên trên hình vẽ, là các hình elip color đồng tâm. Sự nhốt mạnh mẽ tia nắng này hỗ trợ cho bộ pha chế quang học rất có thể giảm size một giải pháp rõ rệt so với công nghệ hiện tại.
Hình 4 : tế bào hình khuyến cáo chíp nền silicon sử dùng trọn vẹn đường dẫn quang học tập
Đây là tế bào hình khuyến nghị thực hiện mặt đường dẫn hoàn toàn bằng quang học tập với N kênh, mỗi kênh có khả năng truyền tải 10Gps thông tin. N kênh thứ nhất được bóc tách kênh theo phương thức phân chia bước sóng trong mạch quang quẻ tử WDM, tiếp đến được bố trí và đảo qua bộ kiểm soát và điều chỉnh quang học tập OXC, và được ghép kênh quay trở về bằng cỗ ghép kênh cách sóng. Nguồn dữ liệu có thể được đệm trong một đường làm lờ lững quang học tập nếu yêu cầu thiết. Các kênh được tinh chỉnh cùng với bộ cảm quang quẻ Ge tích hợp. Những mạch logic CMOS vẫn thực hiện quá trình xử lý thông tin. Những chân năng lượng điện nối chíp quang năng lượng điện với các chíp khác trải qua các biểu thị điện.
"Chúng tôi tin tưởng đó là một cách tiến quan trọng đặc biệt trong lĩnh vực chíp quang quẻ tử nano nền silicon", ts Will Green, trưởng nhóm phân tích của dự án phát biểu.
Bạn đang xem: Vật liệu quang tử là gì
"Giống như những mạng cáp quang đã hỗ trợ cho việc trở nên tân tiến và mở rộng mạng mạng internet bằng vấn đề tạo điều kiện cho người sử dụng rất có thể trao đổi một vài lượng tin tức vô cùng to đùng từ số đông nơi bên trên trái đất, technology của IBM cũng trở nên mang đến khả năng tương từ bỏ vậy trên các chíp vật dụng tính." Giới thiệu-Cắt vật liệu quang điện tử
Trong nghành nghề dịch vụ vật liệu quang điện tử đang cách tân và phát triển nhanh chóng, độ chính xác và kết quả trong quy trình cắt vào vai trò cốt lõi trong việc đánh giá tương lai của công nghệ. Một phương án tiên tiến đã nổi lên như một yếu tố biến đổi cuộc đùa là sử dụng thiết bị giảm dây kim cương. Nội dung bài viết này đi sâu vào tầm đặc biệt quan trọng của vật liệu quang năng lượng điện tử, những thử thách khi giảm chúng và technology cắt dây kim cương cứng đang phương pháp mạng hóa nghành nghề dịch vụ này như vậy nào.
Cắt vật liệu quang điện tử - Thiết bị cắt dây kim cưng cửng 1
Vật liệu quang năng lượng điện tử: nền tảng của technology hiện đại
Cắt vật liệu quang điện tử là gốc rễ của technology hiện đại. Chúng bao hàm nhiều loại vật tư tương tác và tinh chỉnh và điều khiển ánh sáng, khiến cho chúng luôn luôn phải có trong những ứng dụng không giống nhau như pin mặt trời, điốt thắp sáng (LED), laser và cảm ứng quang học. Những vật liệu này hay ở dạng tấm mỏng mảnh hoặc kết cấu phức tạp, đòi hỏi cách thức cắt đúng mực và ko phá hủy.
Những thách thức trong Cắt vật liệu quang năng lượng điện tử
Việc cắt vật liệu quang điện tử đưa ra những thách thức quan trọng do tính dễ vỡ cùng nhạy cảm với ứng suất cơ học của chúng. Các phương thức cắt truyền thống, ví dụ như cưa mài mòn hoặc giảm laser, rất có thể gây ra những vết nứt nhỏ, nhiễm dơ hoặc lỗi hỏng do nhiệt, ảnh hưởng đáng nói tới hiệu suất của vật liệu. Vày đó, nhu cầu ngày càng tăng về các công nghệ cắt tiên tiến có thể mang lại phần đông vết cắt sạch, không trở nên hư hại.
Cuộc biện pháp mạng: Thiết bị cắt dây kim cương
Nhập thiết bị giảm dây kim cương, một technology đang biến đổi cách xử lý vật tư quang điện tử. Phương thức này sử dụng một gai dây mỏng tanh được đính kim cương cấp cho công nghiệp để tiến hành các lốt cắt đúng đắn với mức độ lỗi hại tối thiểu. Đây là nguyên nhân tại sao nó trở nên nổi bật:
Độ bao gồm xác: cắt dây kim cương mang về độ chính xác vượt trội, cho phép nhà sản xuất tạo nên các cấu tạo phức tạp cùng với độ đúng chuẩn ở nút micron. Độ đúng mực này rất quan trọng đặc biệt trong việc sản xuất những thiết bị vi năng lượng điện tử và các thành phần quang đãng tử.
Mất vật chất tối thiểu: Không y như các cách thức truyền thống dẫn đến lãng phí vật liệu xứng đáng kể vị chiều rộng của dấu cắt, cắt dây kim cương tạo thành chất thải về tối thiểu, giúp tiết kiệm ngân sách chi tiêu và gần gũi với môi trường.
Tạo nhiệt độ thấp: quá trình này tạo ra rất ít nhiệt, sút thiểu nguy cơ tiềm ẩn hư hỏng vị nhiệt đối với vật liệu quang năng lượng điện tử. Điều này quan trọng đặc biệt quan trọng so với các vật liệu nhạy cảm với sự biến đổi nhiệt độ.
Vết cắt sạch: giảm dây kim cương tạo ra các vết giảm sạch, mịn không có gờ hoặc miếng vụn, giảm yêu cầu xử lý sau và đảm bảo an toàn tính trọn vẹn của đồ vật liệu.
Tính linh hoạt: công nghệ này linh thiêng hoạt và hoàn toàn có thể được thực hiện cho những loại vật liệu quang điện tử, bao gồm silicon, gallium nitride và sapphire.
Xem thêm: Nên làm gì khi xây nhà - xây nhà cần chuẩn bị những gì
Ứng dụng giảm dây kim cưng cửng trong quang năng lượng điện tử
Sản xuất đèn LED: cấp dưỡng đèn LED yêu mong cắt đúng mực các tấm phân phối dẫn để tạo nên các cpu riêng lẻ. Cắt dây kim cương bảo đảm an toàn tính nhất quán và đồng bộ trong hiệu suất của đèn LED.
Sản xuất pin khía cạnh trời: Trong quy trình sản xuất pin khía cạnh trời, các tấm bán dẫn mỏng mảnh cần được thái thành những miếng nhỏ tuổi hơn. Giảm dây kim cương cải thiện hiệu quả của quy trình này đồng thời bớt thiểu tiêu tốn lãng phí vật liệu.
Quang tử cùng vi điện tử: vật tư quang điện tử được thực hiện trong quang quẻ tử học và vi năng lượng điện tử thường xuyên yêu mong cắt phức tạp để tạo nên ống dẫn sóng, cảm ứng và mạch tích hợp. Giảm dây kim cương đáp ứng những yêu cầu này với độ đúng mực đặc biệt.
MEMS (Hệ thống vi cơ điện tử): máy MEMS dựa trên các kết cấu phức tạp, bao gồm xác. Cắt dây kim cương được cho phép chế chế tạo ra các hệ thống thu nhỏ dại này cơ mà không ảnh hưởng đến tác dụng của chúng.
Phần kết luận
Sự tiến bộ của công nghệ phụ ở trong vào tài năng của vật tư quang điện tử và khóa xe để khai quật tiềm năng của chúng nằm ở phương thức cắt chủ yếu xác. Thiết bị cắt dây kim cương đã nổi lên như một phương án mang tính biện pháp mạng, mang đến độ chính xác chưa từng có, tổn thất vật tư tối thiểu và đường cắt sạch, đồng thời xử lý những thách thức đặc biệt quan trọng do hầu hết vật liệu mỏng tanh manh này đặt ra. Khi các ứng dụng quang năng lượng điện tử liên tiếp phát triển, câu hỏi cắt dây kim cưng cửng sẽ ngày càng đóng vai trò cốt tử trong việc định hình tương lai technology của bọn chúng ta.
Việc áp dụng thiết bị giảm dây kim cưng cửng trong nghành cắt vật tư quang năng lượng điện tử bộc lộ một bước nhảy vọt phía tới tác dụng và tính bền vững. Xung quanh những lợi ích trước mắt, công nghệ này còn cân xứng hoàn toàn với xu hướng thu nhỏ tuổi và tính bền vững của ngành.
Trong một quả đât mà mỗi micron các quan trọng, việc cắt dây kim cương bảo vệ rằng các thành phần quang năng lượng điện tử không chỉ đúng đắn mà còn nhỏ tuổi gọn, giúp tạo ra các thiết bị bé dại hơn, máu kiệm tích điện hơn. Vấn đề giảm form size và nút tiêu thụ tích điện này có ảnh hưởng tác động xếp tầng, đóng góp phần thúc đẩy trái đất về tính bền vững và giảm lượng khí thải carbon.
Tóm lại, sự kết hợp giữa cắt dây kim cưng cửng và quang năng lượng điện tử không chỉ có nhằm đổi mới các technology hiện có; đó là việc tạo dựng một tương lai xanh hơn và kết nối hơn, nơi ranh giới của những gì hoàn toàn có thể liên tục được mở rộng. Khi công nghệ đáng chăm chú này liên tục phát triển, ảnh hưởng tác động của nó tới việc cắt giảm vật tư quang năng lượng điện tử và toàn thể bối cảnh công nghệ chắc chắn sẽ hết sức sâu sắc.
