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美國華裔科學家獲得重大技術(shù)突破 發(fā)明石墨烯光學調(diào)制解調(diào)器

發(fā)布時間:2011-06-09 作者: 來源: 瀏覽:353407

      據(jù)加拿大華人網(wǎng)5月24日報道,美國加州大學柏克萊分校勞倫斯國家實驗室的華裔教授張翔、助理教授王楓和博士后研究員劉明等組成的團隊,共同研制出全球最小的“石墨烯光學調(diào)制解調(diào)器”(調(diào)制解調(diào)器俗稱“貓”)。它比頭發(fā)絲還要細400倍,可高速傳輸信號,有望將網(wǎng)速提高1萬倍,1秒鐘下載1部高清電影指日可待。
   
      石墨烯“遭電擊” 變身“光線開關(guān)”
      2004年,英國曼徹斯特大學物理學教授海姆和諾沃肖洛夫成功分離出石墨烯──全球最薄卻最堅硬的納米材料。劉明等人靈機一動,開始研究用石墨烯制成光學調(diào)制解調(diào)器。他們發(fā)現(xiàn),施加不同電壓,石墨烯中電子的能量(費米能級)會改變,而石墨烯是否吸收光線也會決定其費米能級。當施加充足負電壓時,電子被吸出石墨烯并不再吸收光子,因此,當光子通過石墨烯時,石墨烯完全透明,可以“打開”光線。而當施加某種正電壓時,電子緊密包裹在一起,同樣無法吸收光子。但是,研究人員發(fā)現(xiàn),當電壓在某個臨界點時,電子可以阻止光子通過,從而“關(guān)閉”光線。于是,石墨烯便有了打開或關(guān)閉光線的能力,可以充當調(diào)制解調(diào)器。
   
      網(wǎng)絡(luò)傳輸極高速高清電影瞬間下
      在柏克萊大學做博士后的劉明表示,調(diào)制解調(diào)器用于調(diào)節(jié)光束開關(guān),把電子信號轉(zhuǎn)化成光學信號,傳輸數(shù)字信息?,F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳輸以銅導線為主,已到瓶頸階段??茖W家都在研究用光來傳輸信息,但現(xiàn)有的光學調(diào)制解調(diào)器不是成本太高就是體積太大,還會對溫度過于敏感。該團隊制造的石墨烯調(diào)制器,傳輸速度達1GHz,理論上可達 500GHz。當互聯(lián)網(wǎng)達到如此高速時,可更快捷分享視頻信息,把一部高清電影下載到手機只需1秒鐘。
   
      將光學調(diào)制解調(diào)器嵌入CPU之中
      石墨烯調(diào)制解調(diào)器具有兩大優(yōu)勢,一是價廉物美,二是體積小。目前市場上的光學調(diào)制解調(diào)器5250美元一個,約合人民幣3.4萬元,而石墨烯調(diào)制解調(diào)器只需幾美元。它的個頭卻比頭發(fā)絲還要細400倍,可以與計算機的任何器件相結(jié)合,最終可以把它集成到中央處理器(CPU)中。 

 

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