Ný tækni afskammtaljósskynjari
Minnsta kísilflaga skammtafræði í heimiljósnemi
Nýlega hefur rannsóknarteymi í Bretlandi gert mikilvæga byltingu í smæðun skammtatækni, þeir samþættu með góðum árangri minnsta skammtaljósskynjara heimsins í kísilflögu. Verkið, sem ber titilinn „A Bi-CMOS rafræn ljóseðlisfræðileg samþætt skammtaskammtaljósskynjari,“ er birt í Science Advances. Á sjöunda áratug síðustu aldar smækkuðu vísindamenn og verkfræðingar fyrst smára á ódýra örflögur, nýjung sem hóf upplýsingaöldina. Nú hafa vísindamenn í fyrsta sinn sýnt fram á samþættingu skammtaljósskynjara sem eru þynnri en mannshár á sílikonflögu, sem færir okkur skrefi nær tímum skammtatækni sem notar ljós. Til að átta sig á næstu kynslóð háþróaðrar upplýsingatækni er stórframleiðsla á afkastamiklum rafeinda- og ljóseindabúnaði grunnurinn. Framleiðsla skammtatækni í núverandi viðskiptaaðstöðu er viðvarandi áskorun fyrir háskólarannsóknir og fyrirtæki um allan heim. Að geta framleitt afkastamikinn skammtatölvu í stórum stíl skiptir sköpum fyrir skammtatölvuna, því jafnvel að byggja skammtatölvu krefst mikils fjölda íhluta.
Vísindamenn í Bretlandi hafa sýnt fram á skammtaljósskynjara með samþætt hringrásarsvæði sem er aðeins 80 míkron á 220 míkron. Svo lítil stærð gerir skammtaljósskynjara kleift að vera mjög hratt, sem er nauðsynlegt til að opna háhraðaskammtasamskiptiog gerir háhraða notkun ljósskammtatölva kleift. Notkun viðurkenndrar framleiðsluaðferða sem er fáanleg í viðskiptum auðveldar snemmbúin beitingu á önnur tæknisvið eins og skynjun og fjarskipti. Slíkir skynjarar eru notaðir í margs konar notkun í skammtaljósfræði, geta starfað við stofuhita og henta fyrir skammtasamskipti, afar viðkvæma skynjara eins og þyngdarbylgjuskynjara og í hönnun ákveðinna skammta tölvur.
Þó að þessir skynjarar séu hraðir og litlir eru þeir líka mjög viðkvæmir. Lykillinn að því að mæla skammtaljós er næmi fyrir skammtahávaða. Skammtafræði framleiðir örlítið, grunnstig af hávaða í öllum ljóskerfum. Hegðun þessa hávaða afhjúpar upplýsingar um gerð skammtaljóss sem send er í kerfinu, getur ákvarðað næmni ljósnemans og hægt að nota það til að endurgera stærðfræðilega skammtaástandið. Rannsóknin sýndi að það að gera sjónskynjarann minni og hraðari hindraði ekki næmni hans til að mæla skammtaástand. Í framtíðinni ætla vísindamennirnir að samþætta annan truflandi skammtatæknibúnað við flísaskalann og bæta enn frekar skilvirkni hins nýja.sjónskynjari, og prófaðu það í ýmsum mismunandi forritum. Til að gera skynjarann aðgengilegri framleiddi rannsóknarteymið hann með því að nota gosbrunnar sem fáanlegir eru í verslun. Hins vegar leggur teymið áherslu á að það sé mikilvægt að halda áfram að takast á við áskoranir stigstærðrar framleiðslu með skammtatækni. Án þess að sýna fram á raunverulega stigstærða skammtafræðivélbúnaðarframleiðslu, mun áhrif og ávinningur skammtatækninnar seinka og takmarkast. Þessi bylting markar mikilvægt skref í átt að stórfelldum umsóknum umskammtatækni, og framtíð skammtafræði og skammtasamskipta er full af endalausum möguleikum.
Mynd 2: Skýringarmynd af búnaðarreglunni.
Pósttími: Des-03-2024