研究人員構建了全光微型計算器
我們的日常生活依賴于電子處理器，這些處理器執(zhí)行基本的算術，邏輯和控制操作，使得從移動電話到智能電視等設備成為可能。然而，當前的技術正在接近其極限，世界各地的研究人員都正在尋求下一代計算技術。 At<MY`ka
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在他們現(xiàn)在發(fā)表在Science Advances（“Nanowire network-based multifunctional all-optical logic gates ”）上的論文中，阿爾托大學的一個跨學科研究團隊展示了一種新型的基于納米線的納米結構如何使光能夠執(zhí)行邏輯功能，從而簡化加法和減法運算。該研究首次展示了納米級全光邏輯電路，為實現(xiàn)真正的光學計算提供了重要的一步。 p),* 4@2<
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在不同的偏振光輸入下的全光波長開關。顏色標出的圖形與上面的輸入相對應。（圖片來源：阿爾托大學） Kv!:2br
“舉例來說，我們能夠進行二進制數(shù)計算并顯示出這種納米結構如何像一個簡單的微型計算器一樣執(zhí)行這些功能 - 除了不使用電，納米結構在其操作中僅使用光。”在阿爾托大學完成博士后的Henri Jussila博士說。 U!Zj%H1XQ0
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為了構建納米結構，該團隊采用了一種新方法來組裝兩種不同的半導體納米線，即磷化銦和砷化鋁鎵。納米線比人類頭發(fā)的直徑更短和呈指數(shù)級更薄，具有獨特的一維結構，使其能夠像納米尺寸的天線一樣發(fā)揮作用。 H;_Ce'oU(
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“我們采用了一種簡單的梳理技術，類似于人們早上梳頭的方式，來組裝這些納米結構，”Jussila解釋道。 XP!m]\E&I
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利用這種機械梳理方法，納米線可以在任何特定方向上對準，這與通常使用的隨機排列的納米線不同。然而，重復是使天線理想對準的關鍵。 o ~y{9Q
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“重復梳理的方法使我們能夠構建納米結構的集成器件，其中兩種不同類型的納米線相互垂直，”阿爾托大學光子學組負責人Zhipei Sun教授說。 q,#s m'S
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“一維和橫桿結構是我們計算的核心，因為這種結構使輸入光能夠選擇與磷化銦或砷化鋁鎵納米線相互作用�！� He Yang博士補充道。 2`;XcY4A
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在這種情況下，線性偏振光方向及其波長與輸入相關，納米線與輸入光相互作用或不與輸入光相互作用。這在實踐中與舊無線電接收機中使用的天線如何工作類似;它們僅在指向最佳方向時接收信號，通常是向上的。由于不同納米材料的響應不同，可以用不同的波長和光方向切換制造的納米線結構的光輸出，以成功實現(xiàn)邏輯運算。 S-\wX.`R1
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原文鏈接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=50780.php（實驗幫譯）
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