Новый светодиод передает данные со скоростью 10 млрд бит в секунду

Группа ученых Инженерной школы Стэнфордского университета под руководством адъюнкт-профессора Елены Вукович (Jelena Vuckovic) продемонстрировали сверхбыстрый наноразмерный светодиод, способный передавать данные со скоростью до 10 млрд бит в секунду при сверхнизком энергопотреблении. По мнению специалистов, эта разработка является важным шагом для создания эффективных технологий передачи данных с использованием сверхбыстрых и энергосберегающих светодиодов.

В начале 2011 г. группа предложила эффективный и быстрый наноразмерный лазер, но он работал только при температурах ниже 150 градусов Кельвина, таким образом, о коммерческом применении устройства речь не велась. Новый светодиод эффективно работает при комнатной температуре, что открывает возможности для его коммерциализации.

Как отметила проф. Елена Вукович, светоизлучающие приборы с электроуправлением и низким энергопотреблением чрезвычайно важны для развития будущих оптических систем и позволят компенсировать растущие энергетические потребности компьютерной индустрии. Как правило, инженеры полагают, что только лазеры смогут обеспечить сверхбыстрые коммуникации при малом потреблении энергии. Предложенный нанофотонный однорежимный светодиод может выполнять ту же работу, что и лазер, но значительно экономичнее.

Ключевой технологией в новой разработке стала нанофотоника. В центре устройства располагается небольшой фрагмент светоиспускающего материала (арсенида индия), который, при приложении электрического тока, излучает свет. Точки излучения окружены фотонным кристаллом, т.е. массивом тонких отверстий в полупроводнике, который работает как зеркало, собирающее свет в центре устройства, где наложение волн с одинаковой частотой вызывает резонанс. Для передачи 1 бита данных новый прибор затрачивает 0,25 фемтоджоуля, в то время как современные экономичные образцы – 500 фемто-джоулей.

Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Communications.

На чипе находятся сотни сверхбыстрых наноразмерных светодиодов.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI