บาคาร่าเว็บตรง สายนาโนไฮบริดสลับโดยโพลาไรซ์ สายนาโนไฮบริดที่สามารถเลือกเปลี่ยนอุปกรณ์ได้ขึ้นอยู่กับโพลาไรซ์ ขอขอบคุณ: June Sang Lee, Department of Materials, University of Oxford
นักวิจัยจาก University of Oxford สหราชอาณาจักรกล่าวว่าวัสดุที่เปลี่ยนจากเฟสหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่งเมื่อส่องสว่างด้วยแสงที่มีโพลาไรซ์ต่างกันสามารถเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการประมวลผล
ด้วยโฟโตนิกที่เร็วมากและการจัดเก็บข้อมูล
วัสดุดังกล่าวอยู่ในรูปของโครงสร้างที่เรียกว่าสายนาโนไฮบริไดซ์-แอคทีฟ-ไดอิเล็กทริก และนักวิจัยกล่าวว่าวัสดุเหล่านี้อาจกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบหลายสายสำหรับการจัดเก็บข้อมูล การสื่อสาร และการคำนวณแบบขนาน
เนื่องจากความยาวคลื่นที่แตกต่างกันของแสงไม่ได้ทำปฏิกิริยาระหว่างกัน สายเคเบิลใยแก้วนำแสงจึงสามารถส่งผ่านแสงที่ความยาวคลื่นหลายช่วง โดยนำกระแสข้อมูลไปขนานกัน โพลาไรเซชันของแสงที่ต่างกันก็ไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ดังนั้นโดยหลักการแล้วแต่ละโพลาไรเซชันก็สามารถใช้เป็นช่องทางข้อมูลอิสระได้เช่นเดียวกัน สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้มากขึ้น เพิ่มความหนาแน่นของข้อมูลอย่างมาก
แต่ในขณะที่ระบบเลือกความยาวคลื่นสำหรับการส่งข้อมูล
เป็นเรื่องปกติ แต่ทางเลือกแบบโพลาไรเซชันยังไม่มีการสำรวจอย่างกว้างขวาง จูน ซัง ลี ผู้เขียนนำการศึกษาอธิบาย “งานของเราแสดงให้เห็นต้นแบบแรกของอุปกรณ์ที่ตั้งโปรแกรมได้โดยใช้โพลาไรเซชัน และเพิ่มความหนาแน่นของการประมวลผลข้อมูลสูงสุด” เขากล่าวกับPhysics World โฟโตนิกส์มีข้อได้เปรียบมากกว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในแง่นี้ เนื่องจากแสงเดินทางได้เร็วกว่าอิเล็กตรอนและทำงานบนแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่ “ที่จริงแล้ว ความหนาแน่นในการประมวลผลของอุปกรณ์ของเรานั้นใหญ่กว่าขนาดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปหลายเท่า”
สายนาโนที่ใช้งานได้
โปรเซสเซอร์โฟโตนิกคอมพิวติ้งใหม่ประกอบด้วยสายนาโนที่ใช้งานได้ซึ่งทำจากวัสดุเปลี่ยนเฟส Ge 2 Sb 2 Te 5 (GST) และซิลิกอนซึ่งทำหน้าที่เป็นไดอิเล็กตริก นักวิจัยได้เชื่อมต่อสายนาโนซึ่งแต่ละเส้นยาว 15 µ m และกว้าง 180 nm เข้ากับอิเล็กโทรดโลหะสองเส้น การตั้งค่านี้ช่วยให้พวกเขาสามารถวัดกระแสไฟฟ้าผ่าน GST ในขณะที่ส่องสว่างด้วยพัลส์แสงจากเลเซอร์ความยาวคลื่น 638 นาโนเมตร
เมื่อส่องสว่างด้วยแสงนี้ เฟสของวัสดุแอคทีฟจะสลับจากสถานะต้านทานสูง (อสัณฐาน) ไปเป็นสถานะนำไฟฟ้า (ผลึก) นักวิจัยจึงสามารถใช้โพลาไรซ์ของแสงที่เข้ามาเพื่อปรับการดูดกลืนแสงโดยชั้นแอคทีฟ
สายนาโนบางเฉียบอาจเป็นประโยชน์สำหรับการคำนวณควอนตัมที่ทนต่อข้อผิดพลาด
“จุดที่น่าสนใจคือแต่ละสายนาโนแสดงการตอบสนองการสลับแบบเลือกไปยังทิศทางโพลาไรซ์เฉพาะของพัลส์ออปติคัล” ลีกล่าว “ด้วยแนวคิดนี้ เราได้นำโปรเซสเซอร์โฟโตนิกส์คอมพิวติ้งมาใช้กับสายนาโนหลายเส้น เพื่อให้แสงโพลาไรซ์หลายอันสามารถโต้ตอบกับสายนาโนต่างๆ
ได้อย่างอิสระและดำเนินการคำนวณแบบขนาน
นักวิจัยอธิบายถึงการศึกษานี้ซึ่งตีพิมพ์ในScience Advances เนื่องจากเป็น งานในระยะเริ่มต้นไปสู่อุปกรณ์คอมพิวเตอร์โฟโตนิกขนาดใหญ่ “เราต้องการขยายฟังก์ชันดังกล่าวโดยเปลี่ยนการกำหนดค่าอุปกรณ์หรือโดยใช้วงจรโฟโตนิกแบบบูรณาการ” ลีเปิดเผย “เรายังต้องการตรวจสอบโครงสร้างนาโนอื่น ๆ เพิ่มเติมที่สามารถใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของโพลาไรซ์ได้”
Raman spectroscopy ที่ปรับปรุงพื้นผิวแสดงให้เห็นว่าภายใน nanocavity นี้ อะตอมสามารถกระโดดออกจากพื้นผิวทองได้เป็นครั้งคราว โดยทิ้ง “picocavity” ที่เล็กกว่าและเปลวไฟในความเข้มของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า “ห้าปีที่แล้ว เราจะบอกคุณว่าคุณบ้าไปแล้ว ถ้าคุณเชื่อว่าคุณสามารถจำกัดแสงให้อยู่ในระดับอะตอมเดียวได้” Baumberg กล่าว
นักวิจัยได้พิจารณาว่าการไล่ระดับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของแรงเชิงแสงเองอาจเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์นี้หรือไม่ ซึ่งพวกเขาเรียกว่าการถอนด้วยแสง อย่างไรก็ตาม พวกเขาสรุปว่ากองกำลังเหล่านี้จะอ่อนแอเกินไป ในทำนองเดียวกัน แบบจำลองการให้ความร้อนแบบออปติคัลอย่างง่ายต้องการให้แสงให้ความร้อนแก่พื้นผิวทองคำประมาณ 12,000 K ในขณะที่การสังเกตแนะนำว่าจะยังคงอยู่ที่อุณหภูมิห้อง
สายล่อฟ้า
ในแบบจำลองที่เข้ากับการสังเกตได้ดีที่สุด โมเลกุลจะมีพฤติกรรมเหมือนสายล่อฟ้า และแสงจะลดกำแพงพลังงานให้อะตอมหลุดพ้นโดยส่งอิเล็กตรอนเข้าไปในพื้นผิวสีทอง: “มันไม่ได้ลดระดับลงจนเหลือศูนย์โดยสิ้นเชิง แต่มัน ลดลงมากพอจนมีโอกาสที่อะตอมสามารถกระโดดข้ามสิ่งกีดขวางนั้นและเข้าไปในเงื้อมมือของโมเลกุลจากการสั่นสะเทือนของความร้อนแบบสุ่มได้”
ในบทความที่ตีพิมพ์ในScience Advancesนักวิจัยได้อธิบายถึงวิธีที่พวกเขาศึกษากลุ่มฟังก์ชันที่ไม่เกิดปฏิกิริยา และพบว่า picocavities บางครั้งอาจคงอยู่นานกว่าหนึ่งนาที แม้ว่าเปลวไฟจะดับลงเร็วกว่ามาก “เราได้ตรวจสอบสวนสัตว์ของโมเลกุลอื่น ๆ ทั้งหมด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าโมเลกุลสามารถเกิดปฏิกิริยาเคมีได้ คุณจะเห็นว่ามีสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้นเกิดขึ้น” Baumberg อธิบาย “เราพยายามที่นี่เพื่อให้มีระบบ [ที่เสถียรที่สุด] เท่าที่เราจะทำได้ แม้ว่าจะไม่มีปฏิกิริยาเคมีที่สังเกตได้ โมเลกุลนี้ยังคงทำบางสิ่งกับพื้นผิวโลหะนี้” บาคาร่าเว็บตรง
