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新しいナノ結晶材料は、より高速でエネルギー効率の高いコンピューティングに向けた重要な一歩

オレゴン州立大学の化学研究者を含む科学者たちは、明から暗へ、そしてまた暗への切り替えを素早く行える発光ナノ結晶の発見により、次世代の光コンピューティングとメモリに向けた重要な一歩を踏み出した。 研究者らは、カリウム、塩素、鉛で構成され、ネオジムがドープされたナノ結晶を研究しました。塩化カリウム鉛ナノクリスタル自体は、光と相互作用しません。ただし、ホストとして、ネオジム ゲスト イオンが光信号をより効率的に処理できるようになり、オプトエレクトロニクス、レーザー技術、その他の光学用途に役立ちます。 「通常、発光材料はレーザーで励起されると光を発しますが、そうでないときは暗いままです」とスクリプカ氏は言う。 「対照的に、私たちのナノクリスタルが平行して生きていることを知って驚きました。特定の条件下では、ナノクリスタルは特異な挙動を示します。まったく同じレーザー励起波長と出力の下で、明るくなったり暗くなったりするのです。」 この動作は、固有光双安定性と呼ばれます。 「最初から結晶が暗い場合、スイッチを入れて発光を観察するにはより高いレーザー出力が必要ですが、一度発光すると発光し続けるため、最初にスイッチを入れるのに必要なレーザー出力よりも低いレーザー出力で発光を観察できます。 」とスクリプカさんは語った。 「それは自転車に乗るのと似ています。動き出すにはペダルを強く踏む必要がありますが、一度動き始めると、走り続けるのにそれほど力は必要ありません。また、発光は非常に突然オンまたはオフになることがあります。ボタンを押すと。」 ナノクリスタルの低電力スイッチング機能は、人工知能、データセンター、電子機器の存在感の増大によって消費されるエネルギー量を削減するという世界的な取り組みと一致しています。また、AI アプリケーションはかなりの計算能力を必要とするだけでなく、既存のハードウェアに関連する制限によって制約を受けることがよくありますが、この新しい研究でもこの状況に対処できる可能性があります。 「フォトニック材料と固有の光双安定性を統合することは、より高速かつ効率的なデータプロセッサを意味し、機械学習アルゴリズムとデータ分析を強化する可能性がある」とスクリプカ氏は述べた。 「それはまた、電気通信、医療画像処理、環境センシング、光コンピュータや量子コンピュータの相互接続などの分野で使用される、より効率的な光ベースのデバイスを意味する可能性もあります。」 さらに同氏は、この研究は、ナノスケールでの光と物質の挙動に基づく強力な汎用光コンピューターを開発する既存の取り組みを補完するものであり、イノベーションと経済成長を推進する上での基礎研究の重要性を強調していると述べた。 「私たちの発見はエキサイティングな発展ですが、私たちの発見が実用化される前に、拡張性や既存技術との統合などの課題に対処するためにさらなる研究が必要です」とスクリプカ氏は述べた。 米国エネルギー省、国立科学財団、国防高等研究計画庁がこの研究を支援し、ローレンス・バークレー校のブルース・コーエン氏とエモリー・チャン氏、コロンビア大学のP・ジェームス・シャック氏、マドリッド自治大学のダニエル・ジャック氏が主導した研究を行った。 。 #新しいナノ結晶材料はより高速でエネルギー効率の高いコンピューティングに向けた重要な一歩