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Todos los interruptores ópticos

26.09.2012

Las computadoras son cada vez más rápidas cada año, pero cualquier avance en la velocidad será insignificante si sus unos y ceros se transmiten mediante destellos de luz en lugar de electricidad.

Investigadores de la Universidad de Pensilvania han dado un importante paso adelante en el campo de la fotónica. Crearon el primer interruptor fotónico totalmente óptico del mundo a partir de nanocables hechos de sulfuro de cadmio. Además, combinaron estos interruptores fotónicos en una puerta lógica, el elemento básico de un circuito digital capaz de realizar operaciones lógicas elementales, sobre la base de la cual se diseñan los chips de computadora. Estos estudios fueron realizados por el profesor asistente Ritesh Agarwal y el estudiante de doctorado Brian Pizzione en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Penn. También contribuyen a este trabajo en el campo de la ciencia de los materiales Chan-Hee Cho y Lambert van Vogt. Los resultados fueron publicados en la revista Nature Nanotechnology.

La innovación del equipo de investigación se basa en investigaciones anteriores que muestran que los nanocables de sulfuro de cadmio representan un vínculo extremadamente fuerte entre la luz y la materia. Esto los convierte en materiales particularmente efectivos para controlar la luz. Esta cualidad es crucial para el desarrollo de circuitos nanofotónicos, ya que los mecanismos existentes para regular el flujo de luz son engorrosos y requieren más energía que sus contrapartes electrónicas.

"El mayor desafío para las estructuras fotónicas a nanoescala es captar el flujo de luz, hacer algo con él y luego dejarlo salir”, dijo Agarwal. "Nuestra principal innovación es cómo resolvimos el primer problema: los nanocables en sí mismos. el chip se convirtió en fuentes de luz".

El equipo de investigación comenzó con un corte preciso del nanocable. Luego enviaron un pulso láser a su primer segmento, recibiendo una fuente de radiación en miniatura al final del mismo frente al segundo segmento. Dado que ambos segmentos estaban hechos de un solo nanocable y sus extremos coincidían exactamente, el segundo segmento absorbió efectivamente esta radiación y dirigió la luz más lejos. Habiendo recibido luz en el segundo segmento del nanocable, los investigadores lo extinguieron con un pulso adicional desde el costado. Por lo tanto, ha resultado un interruptor lógico elemental. Los científicos midieron la intensidad de la luz que salía del extremo del segundo segmento del nanocable y descubrieron que el interruptor podía representar efectivamente los estados binarios utilizados en los dispositivos lógicos.

"Al combinar varios de estos interruptores, puede diseñar elementos lógicos y ensamblar puertas lógicas. Usamos estos interruptores para construir una puerta NAND, el bloque de construcción principal de un chip de computadora moderno", dijo Brian Pizzione.

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Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

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Principal factor de riesgo para la adicción al juego 07.05.2024

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El ruido del tráfico retrasa el crecimiento de los polluelos 06.05.2024

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Altavoz inalámbrico Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

En el mundo de la tecnología de audio moderna, los fabricantes se esfuerzan no sólo por lograr una calidad de sonido impecable, sino también por combinar funcionalidad con estética. Uno de los últimos pasos innovadores en esta dirección es el nuevo sistema de altavoces inalámbricos Samsung Music Frame HW-LS60D, presentado en el evento 2024 World of Samsung. El Samsung HW-LS60D es más que un simple altavoz, es el arte del sonido estilo marco. La combinación de un sistema de 6 altavoces con soporte Dolby Atmos y un elegante diseño de marco de fotos hacen de este producto el complemento perfecto para cualquier interior. El nuevo Samsung Music Frame cuenta con tecnologías de vanguardia, incluido Adaptive Audio, que ofrece diálogos claros en cualquier nivel de volumen y optimización automática de la sala para una reproducción de audio rica. Con soporte para conexiones Spotify, Tidal Hi-Fi y Bluetooth 5.2, así como integración de asistente inteligente, este altavoz está listo para satisfacer tus necesidades. ... >>

Una nueva forma de controlar y manipular señales ópticas 05.05.2024

El mundo moderno de la ciencia y la tecnología se está desarrollando rápidamente y cada día aparecen nuevos métodos y tecnologías que nos abren nuevas perspectivas en diversos campos. Una de esas innovaciones es el desarrollo por parte de científicos alemanes de una nueva forma de controlar las señales ópticas, que podría conducir a avances significativos en el campo de la fotónica. Investigaciones recientes han permitido a los científicos alemanes crear una placa de ondas sintonizable dentro de una guía de ondas de sílice fundida. Este método, basado en el uso de una capa de cristal líquido, permite cambiar eficazmente la polarización de la luz que pasa a través de una guía de ondas. Este avance tecnológico abre nuevas perspectivas para el desarrollo de dispositivos fotónicos compactos y eficientes capaces de procesar grandes volúmenes de datos. El control electroóptico de la polarización proporcionado por el nuevo método podría proporcionar la base para una nueva clase de dispositivos fotónicos integrados. Esto abre grandes oportunidades para ... >>

Noticias aleatorias del Archivo

Paneles solares de materias primas baratas 09.08.2012

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han aprendido a fabricar paneles solares de bajo costo y alta eficiencia a partir de prácticamente cualquier material semiconductor.

Los paneles solares convierten la luz solar en electricidad utilizando materiales semiconductores que tienen un efecto fotovoltaico, es decir, absorber fotones y liberar electrones. Uno de los obstáculos para su distribución ubicua es el alto costo de los paneles, debido a los altos requisitos de los materiales con los que están hechos: silicio cristalino, arseniuro de galio, telururo de cadmio y otros, no menos exóticos. La nueva tecnología permite el uso de semiconductores baratos como óxidos metálicos, sulfuros y fosfuros, que se pueden encontrar literalmente en todas partes, pero hasta ahora se consideraban inadecuados para fabricar paneles solares.

La esencia de la nueva tecnología, llamada SFPV, es utilizar el efecto conocido del campo eléctrico, que cambia la concentración de portadores de carga en el semiconductor. Un campo eléctrico penetra en el electrodo superior, lo que permite crear uniones pn en semiconductores. En este caso, el fenómeno se observa incluso en aquellos materiales semiconductores que requieren procesos químicos complejos a alta temperatura para crear una unión pn. Una configuración del electrodo de silicio utilizó el recubrimiento de grafeno más delgado, lo que permite que el campo eléctrico penetre en el electrodo y controle la concentración de partículas cargadas en el semiconductor.

Por lo tanto, la tecnología SFPV le permite crear uniones pn de alta calidad en casi cualquier semiconductor, simplemente elija la forma de electrodo correcta. En la práctica, esto significa la posibilidad de utilizar una amplia gama de materiales diferentes en áreas prometedoras de la energía solar y la electrónica.

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