Nuwe nano-skakelaar in skyfies kan die hitte met 66% verminder
'N Prototipe -skakelaar wat in nanoskopiese vlak gebou is, kan die doeltreffendheid van elektroniese toestelle verhoog deur die hitte wat dit opwek, te verminder.
Navorsingspan aan die Universiteit van Michigan het 'n prototipe -skakelaar gebou om die hitte binne elektroniese toestelle tydens runtime te verminder.Die ontwerp wys die weg na koeler en 66 persent doeltreffender as tradisionele elektroniese skakelaars.
Die nuwe skakelaar vertrou nie op die gewone vloei van elektrisiteit deur drade nie.In plaas daarvan skep dit klein gepaarde deeltjies in 'n ultra-dun nano-ingenieurde optoExcitonics (NEO).Hierdie pare stap dan langs 'n smal paadjie in die oppervlak van die chip.Hierdie pad werk soos 'n hek: dit kan die pare deurlaat wanneer die skakelaar 'aan' is, of dit stop as die skakelaar 'af is'.
In plaas daarvan om op elektrone te vertrou, werk die toestel met excitons;Gepaarde deeltjies gevorm wanneer 'n elektron sy posisie verlaat en die gaping wat dit skep, bind daarmee.Excitons dra nie lading nie, dus vermy hulle baie van die energieverlies wat elektrone produseer.
Elektroniese toestelle word verhit namate bewegende elektrone weerstand bied, terwyl elektrone deur stroombane vloei.Hierdie weerstand verander 'n deel van die elektriese energie in hitte, wat die doeltreffendheid verminder en die werkverrigting beperk.Die nuwe skakelaar verminder hierdie verliese met twee-derdes, terwyl dit ooreenstem met die prestasievlakke van die beste skakelaars wat gebruik word.
Die navorsingspan het dit opgelos deur 'n enkele laag neo van wolfram -diselenide (WSE2) bo -op 'n tapse nok silikondioksied (SiO2) te plaas.Die struktuur stuur excitons in een rigting en help hulle om verder en vinniger as voorheen te reis.Dit het ook 'n hindernis geskep wat hul vloei kan blokkeer of vrylaat, wat die skakelaar die aan -affunksie gee.
Die ontwerp het navorsers in staat gestel om jarelange uitdagings aan te spreek deur sterk interaksies tussen lig en nie-emitterende, of donker, excitons te skep.Hierdie interaksie het 'n kwantumeffek opgelewer wat die hele Exciton -populasie doeltreffender verskuif het, wat vervoer tot vier keer groter moontlik gemaak het as bestaande Exciton -gidse.
Die exciton - ligte -koppeling het ook 'n krag opgelewer wat 'n energieversperring gevorm het, wat die Exciton -vloei kon stop om die sein af te skakel en omgekeer te word om dit weer aan te skakel.Terselfdertyd het die tapse nanoridge in die toestel as 'n gids opgetree en excitons in 'n beheerde, enkele rigting gestuur.
