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澳大利亞國(guó)立大學(xué)研究人員研發(fā)“無能源浪費(fèi)”原子級(jí)薄半導(dǎo)體

澎湃新聞?dòng)浾?邵文
2021-09-16 18:46
來源:澎湃新聞
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澳大利亞國(guó)立大學(xué)(The Australian National University,簡(jiǎn)稱ANU)的研究人員開發(fā)出一種只有原子般薄的半導(dǎo)體,厚度只有一張紙的10萬分之一,可用極其節(jié)能的方式傳輸數(shù)據(jù)。研究人員稱它傳輸數(shù)據(jù)時(shí)不釋放任何熱量,運(yùn)行所需的電力很少。

在單原子薄半導(dǎo)體中激子與光混合的過程(圖片來源:澳大利亞國(guó)立大學(xué))

該研究成果登上《Nature Communications》,題為《原子級(jí)薄半導(dǎo)體中室溫激子極化子的運(yùn)動(dòng)變窄、彈道傳輸和俘獲》(Motional narrowing, ballistic transport, and trapping of room-temperature exciton polaritons in an atomically-thin semiconductor)。研究的下一階段是將這項(xiàng)技術(shù)融入晶體管(transistor,一種固體半導(dǎo)體器件)。

無序環(huán)境中的激子和電磁極化子(電磁極化子是一種準(zhǔn)粒子,由電磁波之間的強(qiáng)烈耦合以及帶有電偶極子或磁偶極子的激發(fā)作用中誕生)

其通過將激子(與電子空穴結(jié)合的電子)與單原子薄半導(dǎo)體中的光混合來大幅提高能源效率水平。

在接受英國(guó)科技媒體《Tech Explore》采訪時(shí),該項(xiàng)目的研究負(fù)責(zé)人、澳大利亞國(guó)立大學(xué)物理研究學(xué)院博士生Matthias Wurdac說,“計(jì)算機(jī)已經(jīng)使用了全球所有可用電力的10%左右,這個(gè)數(shù)字伴隨著巨大的財(cái)務(wù)和環(huán)境成本,并且由于對(duì)計(jì)算的需求不斷增加,預(yù)計(jì)每10年就會(huì)翻一番。”

“估計(jì)顯示,我們的計(jì)算設(shè)備、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心和其他數(shù)字技術(shù)至少占全球溫室氣體排放量的2%,這與疫情爆發(fā)前的航空業(yè)相似。”

Wurdac希望朝著新的節(jié)能信息技術(shù)邁進(jìn),全球能源消耗的潛在減少可以盡可能減少對(duì)燃煤發(fā)電廠的需求,從而減少釋放到大氣中的有害排放量。“由于生產(chǎn)、儲(chǔ)存和供應(yīng)能源總是伴隨著成本,包括燃燒化石燃料導(dǎo)致的空氣污染和氣候變化,因此為了更可持續(xù)的未來,減少用電量是非常重要的。” 

通訊作者、ANU教授Elena Ostrovskaya也是ARC未來低能源電子技術(shù)卓越中心(FLEET)的首席研究員,她在采訪中表示,這項(xiàng)研究是全球開發(fā)用于計(jì)算和計(jì)算的低能源半導(dǎo)體技術(shù)的一部分,“未來研究還有許多其他選擇,包括開發(fā)基于這種半導(dǎo)體技術(shù)的節(jié)能傳感器和激光器。”

    責(zé)任編輯:李躍群
    校對(duì):張艷
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