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!
-1
Новые свидетельства намекают на вулканическую активность внутри Венеры

Новые свидетельства намекают на вулканическую активность внутри Венеры

Международная группа исследователей нашла доказательства, свидетельствующие о возможной вулканической активности Идунн Монс на Венере. Ученые описывают найденные доказательства, но и отмечают, что их теории не могут быть подтверждены, пока новый космический корабль не будет отправлен на Венеру.

Предыдущие исследования показали, что Венера - негостеприимное место. Размером примерно с Землю, у неё очень плотная атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, заполненная облаками серной кислоты. На планете экстремальное атмосферное давление и очень высокая температура. Средняя температура поверхности 464 градуса по Цельсию. Предыдущие исследования также намекали на возможность широкома...
03.12.21 11:29
0
-1
Астрономы наблюдают новый тип двойной звезды, существование которой предсказывали

Астрономы наблюдают новый тип двойной звезды, существование которой предсказывали

Исследователи Гарвард-Смитсоновского Центра астрофизики наблюдали новый тип двойной звезды, существование которой долгое время предполагалось. Открытие окончательно подтверждает, как формируется и эволюционирует редкий тип звезд во Вселенной.

Новый класс звезд, описанный в выпуске Ежемесячных уведомлений Королевского астрономического общества за этот месяц, был обнаружен Каримом Эль-Бадри с помощью телескопа Шейна в обсерватории Лик в Калифорнии и данных нескольких астрономических обзоров. «Мы наблюдали первое физическое доказательство новой популяции переходных двойных звезд», - говорит Эль-Бадри. «Это захватывающе. Это недостающее з...
02.12.21 12:09
0
1
VLT обнаружил пару сверхмассивных черных дыр

VLT обнаружил пару сверхмассивных черных дыр

Используя Очень Большой Телескоп (VLT) Европейской Южной Обсерватории, астрономы обнаружили пару сверхмассивных черных дыр, наиболее близких к Земле.

Эти объекты также находятся недалеко друг от друга в сравнении с любой другой ранее обнаруженной парой сверхмассивных черных дыр, и в конечном итоге сольются в одну гигантскую черную дыру. Фоггель с командой смогли определить массы двух объектов, наблюдая за тем, как гравитационное притяжение черных дыр влияет на движение звезд вокруг них. Было обнаружено, что большая черная дыра, расположенная п...
01.12.21 12:24
0
-1
Самая большая из наблюдавшихся комет была активна на рекордном расстоянии от Солнца

Самая большая из наблюдавшихся комет была активна на рекордном расстоянии от Солнца

Новое исследование, проведенное астрономами из Университета Мэриленда, показывает, что самая большая из обнаруженных комет Бернардинелли-Бернштейна была активна задолго до того, что считалось ранее, а это означает, что лед внутри нее испаряется и образует оболочку из пыли и пара, известную как кома. Только одна активная комета наблюдалась дальше от Солнца, и она была намного меньше кометы Бернардинелли-Бернштейна.

Это открытие поможет астрономам определить, из чего состоит комета Бернардинелли-Бернштейна, и даст представление об условиях во время формирования Солнечной системы. «Эти наблюдения увеличивают расстояния для активных комет намного дальше, чем нам было известно», - сказал Тони Фарнхэм, автор исследования. Ученые впервые обнаружили комету C/2014 UN271 Бернардинелли-Бернштейна в июне 2021 года с и...
30.11.21 11:19
1
5
Процессору Intel 4004 исполнилось 50 лет

Процессору Intel 4004 исполнилось 50 лет

В этом месяце исполняется 50 лет процессору Intel 4004, первому коммерчески доступному микропроцессору, построенному на одном кристалле. Первоначально разработанный для японского настольного калькулятора, он помог спровоцировать революцию в области персональных компьютеров.

В ноябре 1971 года в Electronic News появилась реклама с лозунгом «Объявляем новую эру в интегрированной электронике». Это ознаменовало дебют на рынке универсального программируемого процессора Intel 4004. Первоначально он был задуман в 1969 году как способ выполнения контракта с Intel на производство 12 нестандартных микросхем для инженерного прототипа калькулятора Busicom 141-PF корпорации Nipp...
21.11.21 14:22
0
2
Скачать Аддоны на Майнкрафт 1.19 и 1.19.0

Скачать Аддоны на Майнкрафт 1.19 и 1.19.0

Адонны призваны улучшить игру, добавив что-но интересное.

Скачайте лучшие Адонны для Minecraft PE 1.19 и 1.19.0, которые добавят новые возможности в игру, получите доступ к новым предметам, блокам, мобам или игровым механикам: мечи, бравл старс, больше яблок, игра в кальмара. Топовые Адонны для Майнкрафт 1.19 и 1.19.0 Мы подобрали самые интересные Адонны для Minecraft PE 1.19 и 1.19.0, которые добавят в игру много нового и необычного. С помощью адд...
05.11.21 17:49
0
12
Hyundai покупает Boston Dynamics

Hyundai покупает Boston Dynamics

Hyundai Motor Group сделала важный шаг в мире мобильной робототехники, объявив о приобретении контрольного пакета акций Boston Dynamics у японской технологической компании Softbank.

Компания Boston Dynamics, наиболее известная своей неизменно впечатляющей роботизированной собакой по имени Spot, теперь будет работать вместе с автопроизводителем над технологиями, улучшающими мобильность человека. Boston Dynamics впервые представила Spot в июне прошлого года, и среди его стабильных маневренных роботов четвероногий, похожий на собаку, несомненно, стал звездой шоу. Мы видели, как...
22.06.21 10:42
0
1
Запуск серии телевизоров Mi TV P1 в Европе: что готовит Xiaomi?

Запуск серии телевизоров Mi TV P1 в Европе: что готовит Xiaomi?

Xiaomi регулярно создает интересные новинки телевизоров для локального и мирового рынка.

Свежая линейка Mi TV P1 нацелена на Европу, ее анонс состоялся в Италии. Уже в мае представленные разработки должны появиться на прилавках магазинов в разных странах.  Mi TV P1 — это 4 модели, которые принадлежат к бюджетному и среднему сегменту цен. За самый дешевый телевизор Хиоми Mi TV P1 просят от 280 долларов.  Фишки и особенности Экраны у новинок жидкокристаллические. В кач...
28.05.21 23:11
0