더 빠른 컴퓨팅 메모리 및 프로세서에 대한 솔루션을 제공하는 전기 광학 장치

더 빠른 컴퓨팅 메모리 및 프로세서에 대한 솔루션을 제공하는 전기 광학 장치

광자 나 전자로 프로그래밍 할 수있는 최초의 통합 나노 스케일 장치는 옥스포드 대학 (University of Oxford)에있는 Harish Bhaskaran의 Advanced Nanoscale Engineering 연구 그룹의 과학자들에 의해 개발되었습니다.

뮌스터 (Münster)와 엑서 터 (Exeter) 대학의 연구자들과 협력하여 과학자들은 광학 및 전자 컴퓨팅 분야를 연결 하는 최초의 전자 광학 장치 를 개발했습니다. 이를 통해보다 빠르고 에너지 효율적인 메모리와 프로세서를 구현할 수 있습니다.

빛 의 속도로 계산 하는 것은 유혹적이지만 어려워 보이는 전망 이었지만, 이러한 발전으로 이제는 근접해 있습니다. 정보를 전송하고 인코딩하기 위해 빛을 사용하면 이러한 프로세스가 빛의 최고 속도 한계에서 발생할 수 있습니다. 최근에는 특정 공정에 빛을 사용하는 것이 실험적으로 입증되었지만 기존 컴퓨터의 전자 아키텍처와 인터페이스하기위한 소형 장치는 부족했습니다. 전기 및 광 기반 컴퓨팅의 비 호환성은 기본적으로 전자와 광자가 작동하는 서로 다른 상호 작용 볼륨에서 비롯됩니다. 전기 칩은 효율적으로 작동하기 위해 작아야하지만 , 빛의 파장이 그보다 클수록 광학 칩 은 커야합니다. 전자의.

이 어려운 문제를 극복하기 위해 과학자들은 2019 년 11 월 29 일 사이언스 어드밴스 스 (Science Advances)에 발표 된 이중 전기 광학 기능을 갖춘 Plasmonic nanogap Enhanced Phase Change Devices 논문에 자세히 설명 된 바와 같이 빛을 나노 크기로 제한하는 솔루션을 고안했다. 표면 플라즈몬 폴라 리톤 (surface plasmon polariton)을 통해 빛을 나노 크기의 부피로 압축 할 수있었습니다. 크게 증가 된 에너지 밀도 와 함께 극적인 크기 감소데이터 저장 및 계산을 위해 광자와 전자의 명백한 비 호환성을 연결할 수있게되었습니다. 보다 구체적으로, 전기 또는 광학 신호를 전송함으로써, 감광성 재료 및 전기 감응성 재료의 상태가 분자 상태의 2 개의 상이한 상태 사이에서 변환되는 것으로 나타났다. 또한,이 상-변형 물질의 상태는 광 또는 전자에 의해 판독되어, 장치를 비 휘발성 특성을 갖는 최초의 전기 광학 나노 스케일 메모리 셀로 만들었다.

대학원생 이자 공동 저자 인 Nikolaos Farmakidis는 "이것은 계산에서, 특히 높은 처리 효율이 필요한 분야에서 매우 유망한 진로입니다."라고 말합니다 .

공동 저자 Nathan Youngblood는 다음과 같이 계속합니다. "이에는 자연스럽게 고성능, 저전력 컴퓨팅에 대한 요구가 현재의 기능을 훨씬 능가하는 인공 지능 응용 프로그램이 포함됩니다. 빛 기반의 광전 컴퓨팅과 전기 대응 장치의 인터페이스 는 다음과 같습니다. "CMOS 기술의 다음 장의 열쇠"