Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat rakentaneet jatkuvatoimisen nanolaserin, joka toimii huoneenlämmössä. Uuden rakenteen on kehittänyt Arizonan valtionyliopiston ja kiinalaisen Tsinghuan yliopiston tutkijoiden ryhmä. Sitä voitaisiin käyttää informaation lähettämiseen yksittäisen tietokoneen sirun eri pisteiden välillä. Tällaiset laserit voivat olla hyödyllisiä, kompaktissa ja integroidussa muodossa myös anturisovelluksille.
Tutkijat yhdistivät yksikerroksisen TMD-materiaalin (molybdeeniditelluridi, MoTe2) piistä tehtyyn nanopalkkionteloon, jolloin saavutettiin tavoiteltu käyttölämpötila. Yksikerroksisia nanolasereita on kehitetty aiemminkin, mutta ne kaikki oli jäähdytettävä alhaisiin lämpötiloihin käyttämällä esimerkiksi nestemäistä typpeä tai nestemäistä heliumia.
Laserin sisällä kaksi tärkeintä osaa ovat vahvistusväline, joka sekä tuottaa että vahvistaa fotoneja. Lisäksi laserissa on ontelo, joka kaappaa kerätyt fotonit.
Molybdeenitelluridin eksitoniviritykset emittoivat aaltomuotoja, jotka ovat läpinäkyviä piille, minkä ansiosta pitä voidaan käyttää aaltoputkena tai ontelomateriaalina. Lisäksi tällaisessa yksikerrosmateriaalissa eksitonit ovat 100 kertaa vahvempia kuin tavanomaisissa puolijohteissa, mikä mahdollistaa tehokkaan valoemission huoneen lämmössä.
- Piistä valmistettava laser on ollut tutkijoiden unelma vuosikymmenien ajan. Tämä tekniikka antaa lopulta ihmisille mahdollisuuden laittaa sekä elektroniikka että fotoniikka samaan piialustaan, mikä yksinkertaistaa valmistusta merkittävästi, toteaa tutkimusta vetänyt Cun-Zheng Ning.
Nyt vielä nanolaser toimii laserpumppauksella, mutta jatkossa työryhmä kehittelee laserilleen sähköistä syötettä. Tällöin järjestelmä taipuisi paremmin sille aiottuun käyttötarkoitukseen tietokonesiruissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 1.9.2017
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
