Lys, lyd, handling:Forlænger levetiden for akustiske bølger på mikrochips

Forskere i Australien og Europa har taget et vigtigt skridt i retning af at fjerne 'varme' elektroner fra datachipsene, der er en drivkraft i global telekommunikation.

Forskere fra University of Sydney Nano Institute og Max Planck Institute for the Science of Light siger, at chips ved hjælp af lys og lyd, frem for elektricitet, vil være vigtig for udviklingen af ​​fremtidens teknologi, såsom højhastighedsinternet samt radar- og sensorteknologi. Dette vil kræve lav varme, hurtig overførsel af information.

"Efterhånden som efterspørgslen efter informationssystemer med høj båndbredde stiger, vi ønsker at komme foran kurven for at sikre, at vi kan opfinde enheder, der ikke overophedes, har lave energiomkostninger og reducerer udledningen af ​​drivhusgasser, "sagde Dr. Moritz Merklein fra Eggleton Research Group i School of Physics og Sydney Nano.

Ideen er at bruge lydbølger, kendt som fononer, at lagre og overføre oplysninger, som chips modtager fra fiberoptiske kabler. Dette gør det muligt for chipsene at fungere uden brug af elektroner, som producerer varme. Teamet var det første i verden til med succes at styre denne proces på chip.

Imidlertid, information, der overføres fra fiberoptiske kabler til chips i form af lydbølger henfalder i nanosekunder, som ikke er lang nok til at gøre noget nyttigt.

"Det, vi har gjort, er at bruge omhyggeligt timede synkroniserede lysimpulser til at forstærke lydbølgerne på chippen, sagde Dr. Birgit Stiller, der er flyttet fra University of Sydney for at lede en uafhængig forskningsgruppe ved Max Planck Institute for Science of Light i Tyskland.

"Vi har vist for første gang, at det er muligt at opdatere disse fononer, og at oplysninger derfor kan gemmes og behandles i meget længere tid, " hun sagde.

Forskerne timede omhyggeligt lyspulser for at forlænge levetiden for de oplysninger, der er gemt i lydbølger på chippen med 300 procent, fra 10 nanosekunder til 40 nanosekunder.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Optica , blev udført i samarbejde med Laser Physics Center ved Australian National University og Center for Nano Optics ved Syddansk Universitet.

"Vi planlægger at bruge denne metode til at forlænge, ​​hvor længe oplysningerne forbliver på chip, "sagde Dr. Merklein, også fra Institute of Photonics and Optical Science ved University of Sydney.

Dr. Stiller sagde:"Akustiske bølger på chips er en lovende måde at gemme og overføre oplysninger på.

"Indtil nu, sådan lagring var grundlæggende begrænset af lydbølgernes levetid. Opfriskning af de akustiske bølger giver os mulighed for at overvinde denne begrænsning. "

Lektor Christian Wolff, en projektsamarbejder fra Syddansk Universitet, sagde:"Teoretisk set dette koncept kan udvides til at omfatte mikrosekundregimet. "

Denne principbeskyttede demonstration åbner mange muligheder for optisk signalbehandling, finfiltrering, højpræcisionsmåling og telekommunikation.