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Schlüsseltechnologie für optische Transistoren

19.07.2013

Wissenschaftler und Ingenieure der Technischen Universität Wien konnten die Polarisation eines Terahertz-Lichtstrahls steuern, was die Grundlage für die Herstellung vielversprechender optischer Mikroschaltkreise ist.

Wissenschaftlern ist es gelungen, die Polarisation eines Lichtstrahls (die Richtung der Lichtschwingungen) mit einem speziellen Material und einem elektrischen Strom zu ändern. Diese Labortechnik hat das Potenzial, skaliert und auf die industrielle Produktion angewendet zu werden, wodurch der Weg für die Massenproduktion von Hochgeschwindigkeitselektronik geebnet wird, die durch Licht statt durch elektrischen Strom gesteuert wird. Darüber hinaus kann die Kontrolle der Terahertz-Strahlung nicht nur für die Herstellung von optischen Computern, sondern beispielsweise auch für die Herstellung von Scannern und medizinischen Geräten nützlich sein.

Licht kann in verschiedene Richtungen schwingen, also unterschiedliche Polarisationen haben. Dieses Phänomen ist beispielsweise beim 3D-Fernsehen seit langem bekannt und weit verbreitet. Wissenschaftlern aus Österreich ist es erstmals gelungen, die Polarisation von Licht auf Mikroebene zu kontrollieren. Ein elektrisches Feld, das an eine ultradünne Schicht aus Tellurid, Quecksilber, angelegt wird, ermöglicht es Ihnen, die Polarisation des Lichts willkürlich zu ändern. In diesem Fall wurde Terahertz-Lichtstrahlung verwendet, das heißt, der optische Chip kann mit einer viel höheren Frequenz arbeiten als aktuelle Prozessoren mit ihren 3-5 GHz.

Einer der Vorteile der österreichischen Erfindung ist der sehr geringe Stromverbrauch. Um die Polarisation von Terahertz-Lichtstrahlung durch ein elektrisches Feld zu ändern, wird eine Spannung von weniger als 1 V benötigt.

Damit haben Wissenschaftler und Ingenieure der Technischen Universität Wien eine Technologie geschaffen, die die Elektronikindustrie revolutionieren könnte. Natürlich sind moderne Produktionstechnologien und die Prinzipien der Elektronik sehr fest verwurzelt, aber hoffen wir, dass die Vorteile optischer Transistoren irgendwann alle Kosten einer Reformierung der Produktion aufwiegen.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

CC1310F128 Transceiver mit 16 uA Verbrauch 19.04.2016

Bei der Entwicklung von Geräten für das Internet der Dinge ist der Verbrauch im Empfangsmodus der Hauptfaktor, der die Batterielebensdauer beeinflusst. Der Transceiver CC1310F128 ist der beste seiner Klasse und benötigt im kontinuierlichen Empfangsmodus nur 5,5 mA. Dieser Strom erlaubt jedoch keinen Betrieb mit AA-Batterien länger als ein bis zwei Wochen.

Um den Stromverbrauch im CC1310-Funkkern zu reduzieren, ist ein spezieller Befehl CMD_PROP_RX_SNIFF ("sniff") vorgesehen, der den Empfänger in einen speziellen Modus (Wake-on-Radio) mit periodischer Aktivierung des Empfangsteils versetzt, der sich deutlich reduzieren lässt der durchschnittliche Stromverbrauch - bis zu 16 μA und darunter.

Das Funktionsprinzip des Wake-on-Radio-Modus (Wake-on-Radio) ist recht einfach: Der Empfänger ist nicht ständig eingeschaltet, sondern startet regelmäßig für kurze Zeit, um das Vorhandensein des erwarteten Signals zu überprüfen. Wenn ein Signal erkannt wird, wird das Paket empfangen, wenn nicht, wird der Empfangsteil abgeschaltet, um Energie zu sparen. Die Signalverfügbarkeit wird durch zwei einstellbare Parameter bewertet – Trägerpegel (RSSI) und Präambelqualität (PQT). Natürlich hat dieser Modus auch eine negative Seite – das gesendete Paket muss eine lange Präambel haben, damit dem Empfänger im Ruhezustand keine Nutzdaten entgehen.

Getrennte Beispiele für den Empfänger (rfWakeOnRadioRx) und den Sender (rfWakeOnRadioTx) ermöglichen es, einen Funkkanal mit einer Nachrichtenübertragungslatenz von 500 ms zu realisieren. Mit dieser Verzögerung können Sie den Stromverbrauch des Empfängers auf 16 μA (mehr als 10 Jahre Betrieb) reduzieren.

Bei kürzeren Verzögerungen steigt der durchschnittliche Stromverbrauch, bei längeren Verzögerungen kann der Stromverbrauch noch geringer sein. Wenn die Verzögerungszeit auf 100 ms reduziert wird, was als akzeptabler Wert für die visuelle Kontrolle angesehen werden kann, wird die Stromaufnahme des Empfängers 100 μA nicht überschreiten. Dieser Stromverbrauch ermöglicht es Ihnen, mehr als zwei Jahre mit AA-Batterien (2000 mAh) zu arbeiten.

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