データを光の速度で処理できるようになりました。

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要約：
マーベル映画のキャラクターであるアントマンは、どのようにしてその小さな体からこれほど強力なエネルギーを生み出すことができるのでしょうか?その秘密は、微弱な信号を増幅して処理するスーツ上の「トランジスタ」にあります。従来の方法で電気信号を増幅するトランジスタは熱エネルギーを失い、信号転送速度を制限して性能を低下させます。そんな限界を乗り越え、軽くて小さくても熱エネルギーを失わない高性能スーツが作れたらどうなるでしょうか？

光の速さでデータを処理できるようになりました！

浦項、韓国| 14年2023月XNUMX日に投稿

物理学科のキョンダック・パク教授とヨンジョン・クー教授のPOSTECHチームと、ヴァシリー・クラフツォフ教授率いるロシアITMO大学のチームは、ヘテロ構造ベースの半導体の層内および層間励起子を利用した「ナノ励起子トランジスタ」を共同開発した。これにより、既存のトランジスタの限界に対処できます。

半導体材料の発光を担う「励起子」は、電気的に中性な状態で光と材料を自由に変換するため、発熱の少ない次世代発光素子や量子情報技術の光源開発の鍵となります。。 2 つの異なる半導体単層の積層である半導体ヘテロ二重層には、水平方向の層内励起子と垂直方向の層間励起子の 2 種類の励起子があります。

2 つの励起子によって放出される光信号は、光、持続時間、およびコヒーレンス時間が異なります。これは、2 つの光信号を選択的に制御することで 2 ビット励起子トランジスタの開発が可能になる可能性があることを意味します。しかし、光の回折限界に加えて、半導体ヘテロ構造の不均一性や層間励起子の発光効率の低さにより、ナノスケール空間で層内および層間励起子を制御することは困難でした。

研究チームはこれまでの研究で、半導体材料をナノスケールの先端で押しつけることで、ナノレベルの空間で励起子を制御する技術を提案していた。今回、研究者らは初めて、励起子に直接触れることなく、先端の偏光に基づいて励起子の密度と発光効率を遠隔制御することができた。フォトニックナノキャビティと空間光変調器を組み合わせたこの方法の最も重要な利点は、励起子を可逆的に制御し、半導体材料への物理的損傷を最小限に抑えることができることです。また、「光」を利用したナノ励起子トランジスタは、熱エネルギーの損失を最小限に抑えながら、光の速度で大量のデータを処理するのに役立ちます。

人工知能 (AI) は、私たちが予想していたよりも早く私たちの生活に浸透しており、ユーザーにとって実際に役立つ適切な答えを提供するには、学習のために大量のデータが必要です。 AIを活用する分野が増えるにつれ、収集し処理する必要がある情報量は増え続けています。この研究は、データ爆発時代にふさわしい新たなデータ処理戦略を提案することが期待されます。研究論文の共同筆頭著者の一人であるYeonjeong Koo氏は、「ナノ励起子トランジスタは、AI技術によって駆動される膨大な量のデータの処理に役立つ光コンピュータの実現に不可欠な役割を果たすことが期待されている」と述べた。

この研究は最近国際ジャーナルACS Nanoに掲載され、サムスン科学技術財団と韓国国立研究財団の支援を受けた。

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コンタクト：
ジニョンハァッ
浦項工科大学（POSTECH）
オフィス：82-54-279-2415

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