Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Уникальные свойства графена откроют новую эру сверхбыстрых и эффективных телекоммуникаций

Уникальные свойства графена откроют новую эру сверхбыстрых и эффективных телекоммуникаций
Перспективное оптоэлектронное направление исследований в области телекоммуникаций, которое позволит создать в будущем сверхбыстрые информационные сети и вычислительные устройства, связано с изучением свойств новейших и уникальных материалов, одним из которых является графен.


Новое исследование, проведенное в Школе инженерных и прикладных наук Колумбийского университета (The Fu Foundation Schools of Engineering and Applied Science of the Columbia University in the New-York City), раскрывает замечательные оптические нелинейные свойства графена, которые можно будет использовать в различных оптических телекоммуникационных сетях и фотонных интегрированных системах с низким энергопотреблением. При помощи небольшой пластины графена толщиной всего в один атом углерода ученые трансформировали изначально пассивное устройство в активное, которое оказалось способным генерировать микроволновые фотонные сигналы и производить параметрические преобразования телекоммуникационных волн сверхмалой длины.

 

Изображение графена, полученное методом электронной микроскопии

 

«Нам удалось зарегистрировать и объяснить сильную нелинейную реакцию (отклик) графена, который является ключевым компонентом в новом гибридном устройстве», - говорит Тинджей Гу (Tingyi Gu), главный автор исследования и кандидат на звание доктора философии по направлению электронной инженерии. «Демонстрацию высокой энерго-эффективности этого графено-кремниевого гибридного фотонного чипа можно назвать важным шагом на пути к созданию оптических вычислительных элементов, которые крайне необходимы для значительно более быстрых телекоммуникационных систем. К тому же, было очень интересно изучать «магию» удивительных возможностей графена и наблюдать за тем, как использование этого материала увеличивает оптическую нелинейность – очень нужное для будущих цифровых систем и памяти свойство».

Научная работа, проходившая под руководством Чи Вей Вонга (Chee Wei Wong), профессора инженерной механики, директора Центра объединенных наук, инженерии и физики твердых тел, была опубликована на сайте Nature Photonics в разделе Advance Online Publication 15 июля, печатный вариант появится в августе.

Команда исследователей из Школы инженерных и прикладных наук, а также из Института микроэлектроники в Сингапуре занимается изысканиями в области оптической физики, материаловедения и физики устройств с целью развития  оптоэлектронных технологий нового поколения.

Ученые из этой международной группы сконструировали графено-кремниевое устройство, оптическая нелинейность которого позволяет системным параметрам (вроде коэффициента пропускания и преобразования длины волны) меняться вместе с уровнем входящего сигнала. Исследователи также установили, что, инициируя оптически электронный и термический отклик  в кремниевом чипе,  можно интегрировать несущую радиочастоту в передаваемый лазерный луч и контролировать процесс модуляции (изменения несущего волнового сигнала), корректируя интенсивность лазерного излучения или его цвета. Чередуя разные оптические частоты для подстройки радиочастоты, ученые выяснили, что новый гибридный чип осуществляет радиочастотную генерацию при резонансном факторе (resonant quality factor) в 50 раз меньше по сравнению с тем, которого на момент новых исследований смогли достичь другие ученые,  работавшие с кремнием.

 

Системы оптической обработки информации со сверхнизким потреблением энергии будут основаны на графеновых структурах, размещенных на кремниевых фотонных кристаллических наномембранах

 

«Нам посчастливилось наблюдать четырех-волновое смешивание в графено-кремниевых фотонных кристаллических «нановпадинах», - поясняет профессор Вонг. «В результате получилось сгенерировать новые оптические частоты с помощью нелинейного смешивания двух электромагнитных полей, задействовав для этого существенно меньшие энергии, таким образом снижается количество энергии на бит информации. Новая гибридная структура может служить в качестве платформы для полностью оптических систем обработки данных в компактном формате в фотонных контурах (по аналогии с электрическими цепями)».

Профессор Вонг благодарит своих выдающихся студентов за ту работу, которую они проделали в рамках исследования, и добавляет: “Мы рады, что нам повезло с возможностью скомбинировать оптическую нелинейность графена с фотонным контуром, размер которого укладывается в требования к современным микросхемам, с целью генерации микроволновых фотонных сигналов нового качества».До недавнего времени ученые могли работать только с отдельными микроскопическими кристаллами графена, что заметно ограничивало направления исследований. «Удачная реализация синтеза крупных пластин графена откроет путь к  коммерческому производству продукции на основе уже хорошо себя зарекомендовавших графеновых технологий», - отмечает Джеймс Хоун (James Hone), адъюнкт-профессор инженерной механики и руководитель команды, которая снабжала группу из Колумбийского университета высококачественным графеном. «Но в то же время, в крупных графеновых компонентах нуждаются ученые, занимающиеся как созданием принципиально новых устройств, так и фундаментальными исследованиями, связанными с этим уникальным материалом. Открытие наших коллег – это великолепный пример того, как можно совместить оба этих направления: использование крупных графеновых пластин позволило создать оптоэлектронные устройства, которые теперь пригодятся для выяснения природы пока еще новых для нас физических явлений».

 

Сверхбыстрые оптоэлектронные сети будущего поколения откроют новую эру в сфере телекоммуникаций

 

Комментируя открытие, Шианг Жанг (Xiang Zhang), директор Центра нанотехнологий в Калифорнийского университета в  Беркли (Еру Nanoscale Science and Engineering Center at the University of California at Berkeley), хвалит коллег и поясняет, что «это новое исследование, направленное на интеграцию графена с кремниевыми фотонными кристаллами, представляет большую ценность. Похоже, найден многообещающий метод создания будущих оптических систем связи с крайне низким энергопотреблением – и все благодаря столь тщательному изучению явления нелинейного отклика графена в кремниевой фотонике, показанному этой научной работе».

«Графен считается весьма полезным для электроники материалом, поскольку  электроны, обладающие высокой эффективностью в плане соотношения «масса/энергия», способны перемещаться в слое графена толщиной в один атом», - рассказывает Филипп Ким (Philip Kim), профессор физики из Колумбийского университета, один из пионеров исследования графена, ученый, открывший явление сверхпроводимости этого материала при низких температурах. «А новая работа ученых из нашего Университета дает понять нам, что графен – это также и превосходный электро-оптический материал, характеризующийся сверхбыстрой оптической модуляцией, проявляющейся при его комбинировании с кремниевыми фотонными кристаллическими структурами. Это свойство ляжет в основу новых, сверхбыстрых систем оптических коммуникаций, которые можно «уместить» в обычных компактных чипах».

--------

Телекоммуникации – возможность передавать информацию на больших расстояниях любыми способами. Вашему вниманию представлено телекоммуникационное оборудование для более качественной передачи данных. Более детально ознакомиться с ассортиментом можно на сайте http://united-it.ru/.

Комментарии:

Ольга Белова
Ольга Белова 17.07.12 12:36
А как все красиво получается!
genD
genD 17.07.12 16:20
bbelovaА как все красиво получается!

Но пока не все понятно в отношении конечных устройств (тех, которые они называют consumer products). Если попадется на аглоязычных ресурсах хорошая обзорная статья про оптоэлектронику, переведу и опубликую здесь.
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Новый китайский корабль может состыковаться с МКС

Новый китайский корабль может состыковаться с МКС

Но это политически невозможно в данный момент.

Похоже, что космический корабль нового поколения, который Китай готовит к летным испытаниям этой весной, способен стыковаться с Международной космической станцией (МКС). На снимке, опубликованном Шанхайской академией космических полетов (SAST), показана стыковочная система нового космического корабля, которая совместима с международным стандартом стыковочной системы (IDSS). Роскосмос, НАСА и Евр...
30.03.20 15:26
0
1
НАСА заключает контракт с SpaceX на поставки для Gateway

НАСА заключает контракт с SpaceX на поставки для Gateway

Космическое агентство выбрало SpaceX для перевозки грузов на станцию Gateway.

В соответствии с первым контрактом Gateway Logistics Services, заключенным с американской компанией, SpaceX будет доставлять находящиеся под давлением и не под давлением расходные материалы, эксперименты и предметы на станцию ??Gateway, которая будет использоваться в программе Artemis для возвращения американских астронавтов на поверхность Луны и установления постоянного присутствия человека там. ...
29.03.20 14:05
0
0
Медицинская марихуана крепче, чем должна быть

Медицинская марихуана крепче, чем должна быть

Новое исследование отслеживало эффективность продуктов каннабиса в ряде американских штатов, и обнаружило, что большая часть медицинской марихуаны крепче, чем должна быть для облегчения боли.

Исследования показывают, что более высокие уровни ТГК не нужны в медицинских целях и могут увеличить риск негативных побочных эффектов. «Мы знаем, что высокоэффективные продукты не должны иметь места в медицинской сфере из-за высокого риска развития расстройств, связанных с употреблением каннабиса, которые связаны с воздействием продуктов с высоким содержанием ТГК», - объясняет Альфонсо Эдгар Ром...
28.03.20 15:45
0
1
Ученые нашли еще один секрет Урана

Ученые нашли еще один секрет Урана

Спустя восемь с половиной лет после запуска, космический корабль НАСА Вояджер 2 был готов к очередной встрече. 24 января 1986 года он был готов увидеть таинственную седьмую планету, Уран.

В течение следующих нескольких часов Voyager 2 пролетел в пределах 81 433 км от облачных вершин Урана, собрав данные, которые выявили два новых кольца, 11 новых лун и температуры ниже минус 214 градусов по Цельсию. Набор данных по-прежнему является единственным приближенным измерением, которое мы когда-либо делали на планете. Три десятилетия спустя ученые, исследовавшие эти данные, обнаружили еще...
27.03.20 15:48
1
12
Futurus превратит лобовое стекло в дисплей AR

Futurus превратит лобовое стекло в дисплей AR

У экранных дисплеев есть множество потенциальных применений, но что, если все лобовое стекло автомобиля станет гигантским дисплеем смешанной реальности, способным накладывать графику и анимацию на обзор вперед и даже выступать в качестве экрана для пассажиров?

Пекинская компания Futurus считает, что автомобили ближайшего будущего будут выпускаться с поющими, танцующими лобовыми стеклами дополненной реальности, и заявляет, что готова представить технологию проекции светового поля, которая сделает это возможным на выставке CES 2020 в следующем месяце. Предлагая поле зрения до 60 градусов, разрешение 80 пикселей/градус и яркость до 15 000 нит, эти дисплеи...
14.12.19 22:32
1
7
SAMOLED - компания Samsung запатентовала новый тип дисплея

SAMOLED - компания Samsung запатентовала новый тип дисплея

Скоро мы увидим новые дисплеи в новых телефонах Galaxy.

Производитель подал заявку на сохранение исключительного права на использование названия будущих экранов - SAMOLED.Все мы ожидаем появления новых флагманов Samsung, а последние утечки говорят о том, что у них теперь будут совершенно новые дисплеи. Производитель зарезервировал в Корейском ведомстве торговое наименование SAMOLED - его не следует сравнивать и путать с Super AMOLED. В предыдущем флагм...
14.11.19 21:43
0
5
GoPro представила экшн-камеру Hero8 Black

GoPro представила экшн-камеру Hero8 Black

После короткой онлайн-тизерной кампании GoPro представила преемника прошлогоднего Hero7 Black.

Hero8 Black похвастается улучшенной стабилизацией, новой функцией Digital Lens и возможностью подключения аппаратных надстроек – Mods – к экшн-камере. Новый флагман GoPro поставляется с технологией Hypersmooth второго поколения, которая работает со всеми разрешениями и частотой кадров, и теперь включает в себя режим Boost, повышающий уровень стабилизации, а также автоматическое выравнивание гориз...
02.10.19 19:52
2
10
Samsung представила Galaxy A90 5G

Samsung представила Galaxy A90 5G

На домашнем рынке южнокорейский производитель Самсунг объявил о выпуске телефона Galaxy A90 5G.

Он создан для тех, кто живет в цифровом мире. Устройство сочетает в себе 5G-соединение с мощными функциями для потоковой передачи и обмена данными. С четвертого сентября смартфон станет доступен в Южной Корее, а через некоторое время и на других рынках.Технические спецификации гаджета:- Сеть: 5G (NSA), Sub6- Габариты: 164.8х76.4х8.4мм- Вес: 206 грамм- Экран: 6.7 дюймов / Super AMOLED / Infinity-U-...
06.09.19 08:57
0