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新型材料有望带来超快全光通讯技术 比传统硅基

发布时间:2017-12-30

  预计新材料将带来超快速的全光通信技术,比传统的硅基电子产品快10倍

  普渡大学研究人员开发出一种新的等离子体氧化物材料,有望带来超快速的全光通信技术,至少比传统技术快10倍。相关论文发表在近期美国光学学会“光学”杂志上。光通信使用激光脉冲沿着用于电话服务的光纤,因特网和有线电视传输信息。无论在数据流还是在控制中,全光技术都是一个光脉冲,不需要任何电信号来控制系统。这篇论文的第一作者,博士生Nathaniel Kinsey说,对于数据传输来说,可以调制的光量是一个必要的条件,我们可以设计一个薄膜来增加或减少反射光量,编码数据显示,反射的变化将导致透射率的变化,研究人员已经证明,由铝掺杂氧化锌(AZO)制成的光学薄膜材料是可调谐的,它们掺杂氧化锌与铝,氧化锌浸渍铝原子材料的光学特性使其像特定波长的金属一样在其他波长的高电阻介质中,AZO薄膜的折射率接近于零,并且使用电子云状表面等离子体激元来控制光。脉冲激光改变AZO的折射率来调制反射光量,这种材料可以在近红外光谱范围内工作,可以用于光通信,还可以用com (plementary metal oxide semiconductor,CMOS)兼容。研究人员的想法是使用这种材料来创建全光等离子体调制器或光学晶体管,在电子学中,硅基晶体管切换电源并放大信号,光学晶体管使用光而不是电来执行类似的任务,这样可以大大加速系统的运行,用脉冲激光脉冲这种材料,材料中的电子从一个能级(价带)移动到一个更高的能级(导带),留下空穴并最终与这些空穴重新结合。晶体管开关的速度限制在完成这个周期的时间,在他们的AZO薄膜中,这个周期约为350飞秒,约比晶体硅快5000倍,把这个速度增加到一个器件的速度至少比传统硅片快10倍电子产品。

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2017-12-30

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