Wetenschappers in Australië en Europa hebben een belangrijke stap gezet in het verwijderen van 'hete' elektronen uit de datachips die een drijvende kracht zijn in de wereldwijde telecommunicatie.

Onderzoekers van het Nano Institute van de Universiteit van Sydney en het Max Planck Institute for the Science of Light zeggen dat chips die licht en geluid gebruiken, in plaats van elektriciteit, belangrijk zal zijn voor de ontwikkeling van toekomstige technologie, zoals snel internet en radar- en sensortechnologie. Dit vereist de lage temperatuur, snelle overdracht van informatie.

"Naarmate de vraag naar informatiesystemen met hoge bandbreedte toeneemt, we willen voorop lopen om ervoor te zorgen dat we apparaten kunnen uitvinden die niet oververhitten, lage energiekosten hebben en de uitstoot van broeikasgassen verminderen, " zei Dr. Moritz Merklein van de Eggleton Research Group in de School of Physics en Sydney Nano.

Het idee is om geluidsgolven te gebruiken, bekend als fononen, om informatie op te slaan en over te dragen die chips ontvangen van glasvezelkabels. Hierdoor kunnen de chips werken zonder elektronen, die warmte produceren. Het team was de eerste ter wereld die dit proces met succes op chip beheerde.

Echter, informatie die van glasvezelkabels op chips wordt overgedragen in de vorm van geluidsgolven, vervalt in nanoseconden, wat niet lang genoeg is om iets nuttigs te doen.

"Wat we hebben gedaan, is zorgvuldig getimede gesynchroniseerde lichtpulsen gebruiken om de geluidsgolven op de chip te versterken, " zei dr. Birgit Stiller, die is verhuisd van de Universiteit van Sydney om een ​​onafhankelijke onderzoeksgroep te leiden aan het Max Planck Institute for the Science of Light in Duitsland.

"We hebben voor het eerst aangetoond dat het verversen van deze fononen mogelijk is en dat informatie daardoor veel langer bewaard en verwerkt kan worden. " ze zei.

De wetenschappers hebben nauwkeurig de lichtpulsen getimed om de levensduur van de informatie die is opgeslagen in geluidsgolven op de chip met 300 procent te verlengen. van 10 nanoseconden tot 40 nanoseconden.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift optiek , werd gedaan in samenwerking met het Laser Physics Centre van de Australian National University en het Centre for Nano Optics van de University of Southern Denmark.

"We zijn van plan deze methode te gebruiken om te verlengen hoe lang de informatie op de chip blijft, " zei dr. Merklein, ook van het Institute of Photonics and Optical Science aan de Universiteit van Sydney.

Dr. Stiller zei:"Akoestische golven op chips zijn een veelbelovende manier om informatie op te slaan en over te dragen.

"Tot dusver, dergelijke opslag werd fundamenteel beperkt door de levensduur van de geluidsgolven. Door de akoestische golven te verversen, kunnen we deze beperking overwinnen."

Universitair hoofddocent Christian Wolff, een projectmedewerker van de Universiteit van Zuid-Denemarken, zei:"Theoretisch, dit concept kan worden uitgebreid tot het microseconde-regime."

Deze proof-of-principle demonstratie opent vele mogelijkheden voor optische signaalverwerking, fijne filtering, zeer nauwkeurige detectie en telecommunicatie.