Les données peuvent désormais être traitées à la vitesse de la lumière !

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CRÉDIT D'IMAGE DE RECHERCHE POSTECH

Résumé:
Comment le personnage du film Marvel Ant-Man peut-il produire une énergie aussi forte à partir de son petit corps ? Le secret réside dans les "transistors" de sa combinaison qui amplifient les signaux faibles pour le traitement. Les transistors qui amplifient les signaux électriques de manière conventionnelle perdent de l'énergie thermique et limitent la vitesse de transfert du signal, ce qui dégrade les performances. Et s'il était possible de surmonter une telle limitation et de fabriquer une combinaison performante, légère et petite mais sans perte d'énergie thermique ?

Les données peuvent désormais être traitées à la vitesse de la lumière !

Pohang, Corée du Sud | Publié le 14 avril 2023

Une équipe POSTECH du professeur Kyoung-Duck Park et Yeonjeong Koo du département de physique et une équipe de l'Université ITMO en Russie dirigée par le professeur Vasily Kravtsov ont développé conjointement un "transistor nano-excitonique" utilisant des excitons intracouches et intercouches dans des semi-conducteurs à base d'hétérostructure, qui répond aux limitations des transistors existants.

Les « excitons » sont responsables de l'émission de lumière des matériaux semi-conducteurs et sont essentiels au développement d'un élément électroluminescent de nouvelle génération avec moins de génération de chaleur et une source de lumière pour la technologie de l'information quantique en raison de la libre conversion entre la lumière et le matériau dans leurs états électriquement neutres. . Il existe deux types d'excitons dans une hétérobicouche semi-conductrice, qui est un empilement de deux monocouches semi-conductrices différentes : les excitons intracouches à direction horizontale et les excitons intercouches à direction verticale.

Les signaux optiques émis par les deux excitons ont des lumières, des durées et des temps de cohérence différents. Cela signifie qu'un contrôle sélectif des deux signaux optiques pourrait permettre le développement d'un transistor à excitons à deux bits. Cependant, il était difficile de contrôler les excitons intra- et intercouches dans les espaces à l'échelle nanométrique en raison de la non-homogénéité des hétérostructures semi-conductrices et de la faible efficacité lumineuse des excitons intercouches en plus de la limite de diffraction de la lumière.

Dans ses recherches précédentes, l'équipe avait proposé une technologie pour contrôler les excitons dans les espaces nanométriques en pressant des matériaux semi-conducteurs avec une pointe à l'échelle nanométrique. Cette fois, pour la toute première fois, les chercheurs ont pu contrôler à distance la densité et l'efficacité de la luminance des excitons en fonction de la lumière polarisée sur la pointe sans toucher directement les excitons. L'avantage le plus important de cette méthode, qui combine une nanocavité photonique et un modulateur spatial de lumière, est qu'elle peut contrôler de manière réversible les excitons, minimisant ainsi les dommages physiques au matériau semi-conducteur. De plus, le transistor nano-excitonique qui utilise la "lumière" peut aider à traiter d'énormes quantités de données à la vitesse de la lumière tout en minimisant la perte d'énergie thermique.

L'intelligence artificielle (IA) a fait son entrée dans nos vies plus rapidement que prévu, et elle nécessite d'énormes volumes de données pour apprendre afin de fournir de bonnes réponses réellement utiles aux utilisateurs. Le volume sans cesse croissant d'informations doit être collecté et traité à mesure que de plus en plus de domaines utilisent l'IA. Cette recherche devrait proposer une nouvelle stratégie de traitement des données adaptée à une ère d'explosion des données. Yeonjeong Koo, l'un des co-premiers auteurs du document de recherche, a déclaré : « Le transistor nano-excitonique devrait jouer un rôle essentiel dans la réalisation d'un ordinateur optique, qui aidera à traiter les énormes quantités de données générées par la technologie de l'IA.

La recherche, récemment publiée dans la revue internationale ACS Nano, a été soutenue par la Samsung Science and Technology Foundation et la National Research Foundation of Korea.

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Contacts :
Jinyoung
Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH)
Bureau: 82-54-279-2415

Droits d'auteur © Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH)

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