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澳大利亞國立大學研究人員研發“無能源浪費”原子級薄半導體

澎湃新聞記者 邵文

澳大利亞國立大學(The Australian National University,簡稱ANU)的研究人員開發出一種只有原子般薄的半導體,厚度只有一張紙的10萬分之一,可用極其節能的方式傳輸資料。研究人員稱它傳輸資料時不釋放任何熱量,執行所需的電力很少。

澳大利亞國立大學研究人員研發“無能源浪費”原子級薄半導體


在單原子薄半導體中激子與光混合的過程(圖片來源:澳大利亞國立大學)

該研究成果登上《Nature Communications》,題為《原子級薄半導體中室溫激子極化子的運動變窄、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技術融入電晶體(transistor,一種固體半導體器件)。

澳大利亞國立大學研究人員研發“無能源浪費”原子級薄半導體


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

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

在接受英國科技媒體《Tech Explore》採訪時,該專案的研究負責人、澳大利亞國立大學物理研究學院博士生Matthias Wurdac說,“計算機已經使用了全球所有可用電力的10%左右,這個數字伴隨著巨大的財務和環境成本,並且由於對計算的需求不斷增加,預計每10年就會翻一番。”

“估計顯示,我們的計算裝置、網際網路、資料中心和其他數字技術至少佔全球溫室氣體排放量的2%,這與疫情爆發前的航空業相似。”

Wurdac希望朝著新的節能資訊科技邁進,全球能源消耗的潛在減少可以儘可能減少對燃煤發電廠的需求,從而減少釋放到大氣中的有害排放量。“由於生產、儲存和供應能源總是伴隨著成本,包括燃燒化石燃料導致的空氣汙染和氣候變化,因此為了更可持續的未來,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卓越中心(FLEET)的首席研究員,她在採訪中表示,這項研究是全球開發用於計算和計算的低能源半導體技術的一部分,“未來研究還有許多其他選擇,包括開發基於這種半導體技術的節能感測器和鐳射器。”

責任編輯:李躍群

校對:張豔

分類: 科學
時間: 2021-09-16

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