Ученые Аризонского университета разработали новый материал, который, по их словам, сможет использоваться для создания высокоскоростных коммуникационных систем и более эффективных компьютеров. Он повысит КПД кремниевых солнечных батарей, а также усовершенствует технологии твердотельного освещения и сенсоров.
В основу изобретения легла однокристальная нанопроволока из соединений эрбия (химический элемент, относится к лантаноидам), который обычно используется в оптоволоконных материалах для усиления сигнала. Профессор электротехники Цунь-Чжэн Нин (Cun-Zheng Ning) отмечает, что традиционная технология не позволяет «впрыскивать» в волокно так много атомов, как ученым хотелось бы, и потому для эффективного усиления оптического сигнала волокно должно быть достаточно длинным. Соответственно, использовать такие микрокабели в компьютерных чипах смысла не имело.
Однако новый материал предусматривает до 1000 раз больше атомов эрбия, а это значит, что он подходит и для систем масштаба одиночного чипа. Если же сочетать такое оптоволокно с традиционными кремниевыми полупроводниковыми элементами, то оно обеспечит гораздо более высокую скорость передачи данных как между отдельными компонентами, так и между целыми компьютерными системами. То есть увеличится скорость работы и компьютеров, и интернета.
При всей очевидной важности эрбия производство материалов с ним является достаточно сложной задачей, как утверждает профессор Нин. Традиционные технологии предполагают его использование в качестве примеси к основным носителям, однако инновационное решение ученых из Аризоны состоит в том, что данный элемент становится составляющей однородного структурированного материала, а значит, число атомов эрбия можно контролировать и увеличивать. В результате этого их концентрация увеличивается в тысячу раз по сравнению с обычными решениями.
В настоящее время команда разработчиков тестирует новый материал в разных системах и конструкциях, включая кремниевые солнечные батареи повышенной эффективности, чипы с оптическими связями, а также сетевые системы.
