“光子雪崩”纳米粒子带来新计算材料
创始人
2025-03-03 13:00:28
0

有助制造纳米级光学存储器和晶体管

图为伯克利实验室分子铸造厂激光室。

图片来源:美国劳伦斯·伯克利实验室

科技日报北京2月27日电 (记者张梦然)美国劳伦斯·伯克利实验室、哥伦比亚大学和西班牙马德里自治大学联合团队在《自然·光子学》杂志上发表了一项突破性成果。他们利用“光子雪崩”纳米粒子开发出一种新型光学计算材料。这一发现为制造纳米级光学存储器和晶体管铺平了道路,同时也为实现下一代计算机更小、更快的组件提供了一条新途径。

光学双稳态允许材料通过光在两种不同状态(如明亮发光或完全不发光)之间切换。这对于构建光学计算机至关重要,但光学双稳态几乎只在块状材料中观察到,这些材料体积大且难以批量生产。

“光子雪崩”纳米粒子克服了这些挑战,在纳米尺度上实现了固有光学双稳态。团队使用掺杂钕的钾铅卤化物,制造了30纳米的纳米粒子。当这些纳米粒子被红外激光激发时,会表现出“光子雪崩”现象,即激光功率的轻微增加都会导致纳米粒子发射光的巨大、不成比例的增加。

新纳米粒子的非线性比原始雪崩纳米粒子高出三倍,这是迄今为止在材料中观察到的最高非线性。进一步实验表明,这些纳米粒子不仅在高于给定激光功率阈值的激发下表现出“光子雪崩”特性,在激光功率降至该阈值以下时,它们仍会继续发出明亮的光,只有在非常低的激光功率下才会完全关闭。这意味着,纳米粒子可在亮或暗的状态之间切换。

这种“开”和“关”阈值功率之间的巨大差异,使得粒子可以用作纳米级光学存储器。未来,团队计划探索这些光学双稳态纳米材料的新应用,并寻找具有更高环境稳定性和更强光学双稳态的新配方。

【总编辑圈点】

本文的成果解决了长期以来困扰科学家的关键问题:如何在纳米尺度上实现高效的光学双稳态。这一目标的实现,其实是开发更小、更快的光学计算机组件的基础。它在“开”与“关”之间的特性,看起来虽十分艰涩,但只要理解为它具备了构建纳米级光学存储器的条件,亦能体会其中意义。未来在同等大小的设备中,可以容纳更多的数据、拥有更长的寿命、实现更快的读写速度,同时耗费更少的能源。可以说,这项成果不仅推动了纳米光学领域的发展,也为下一代高性能计算机提供了新的可能性。

本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有。如因无法联系到作者侵犯到您的权益,请与本网站联系,我们将采取适当措施。

相关内容

热门资讯

消息称华为Pura系列有望切直... IT之家 11 月 24 日消息,博主 @数码闲聊站 今日发文称,Mate80 系列全系 3D 人脸...
第十八届“谈家桢生命科学奖”揭... 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 王琼 通讯员 吴旻玥)11月22日,第十八届“谈家桢生命科学奖”...
用“智能铠甲”守护能源生命线安... 来源:中国能源网 在广东惠州某大型石化基地的拆解项目现场,无人机一边飞行一边在读取环境数据,智能机器...
内蒙古呼伦贝尔:草原“生态数字... 新华社呼和浩特11月24日电 题:内蒙古呼伦贝尔:草原“生态数字地图”构建“一张网”监管体系 新华社...
精英汇聚!CIGRE首场青年工... 11月17日, 由中国南方电网与国际大电网委员会(CIGRE)共同策划的国际青年工程师实习交流活动,...
消息称Marvell、联发科考... IT之家 11 月 24 日消息,台媒《电子时报》今日报道称,台积电 CoWoS 先进封装产能持续紧...
重磅!中国将寻找第二颗地球 据央视新闻,记者从今天(11月24日)举行的空间科学先导专项最新亮点成果发布会上获悉,“十五五”期间...
中国将寻找第二颗地球 新闻荐读 记者从今天举行的空间科学先导专项最新亮点成果发布会上获悉,“十五五”期间,我国将发射四颗卫...
阿里千问下载量一周破千万!中国... 转自:北京日报客户端 刚刚,阿里巴巴公布一则最新数据:其上周发布的AI助手“千问App”,在公测仅一...
联创电子申请光学镜头专利,能改... 国家知识产权局信息显示,江西联创电子有限公司申请一项名为“光学镜头”的专利,公开号CN 120993...