संयुक्त राज्य अमेरिकाको पेन स्टेट युनिभर्सिटीका अन्वेषकहरूले भने कि चाँडै, अर्धचालक कोर फाइबर आफैंले महँगो "इलेक्ट्रिकल-अप्टिकल-इलेक्ट्रिकल" रूपान्तरण गर्न सक्षम हुन सक्छ इलेक्ट्रिक-अप्टिकल (इलेक्ट्रोनिक-अप्टिकल) कन्भर्टरहरूमा भर नपर्ने, र महँगो अप्टिकल- प्राप्त अन्तमा इलेक्ट्रोनिक कन्भर्टरहरू।

यो नयाँ आविष्कार 1.7 माइक्रोनको भित्री व्यासको गिलास केशिकामा एकल क्रिस्टल सिलिकन कोरलाई जोड्ने र एकल क्रिस्टल सिलिकन बनाउनको लागि दुवै छेउमा ठोस र सील गर्ने हो, जसले गर्दा सस्तो सिंगल क्रिस्टल सिलिकन जर्मेनियम र एकल क्रिस्टल सिलिकन दुवै छेउमा मिलाइन्छ। ।यो अनुसन्धान पेन स्टेट युनिभर्सिटीको सामग्री विज्ञान र इन्जिनियरिङ विभागका प्रोफेसर वेंकटरामन गोपालन र जोन बाडिङ र डक्टरल विद्यार्थी सियाओउ जी द्वारा संयुक्त रूपमा गरिएको थियो।

1.7 माइक्रोनको भित्री व्यास भएको गिलास केशिकामा एक आकारहीन सिलिकन कोर समावेश गर्नुहोस्

आज प्रयोग गरिएको साधारण अप्टिकल फाइबरले नरम पोलिमर कोटिंगले ढाकिएको गिलासको ट्यूबमा मात्र फोटानहरू उत्सर्जन गर्न सक्छ।अप्टिकल फाइबरमा गिलासबाट पोलिमरमा प्रतिबिम्बित गरेर सबै भन्दा राम्रो संकेत कायम राखिएको छ, त्यसैले लामो दूरीको प्रसारणको क्रममा लगभग कुनै संकेत हानि हुँदैन।दुर्भाग्यवश, कम्प्यूटरबाट पठाइएका सबै डेटालाई ट्रान्समिटिङ अन्तमा महँगो इलेक्ट्रो-अप्टिकल रूपान्तरण मोड्युलहरूको प्रयोग आवश्यक छ।

त्यसै गरी, रिसिभर एक कम्प्युटर हो जसलाई प्राप्त गर्ने अन्तमा महँगो फोटोइलेक्ट्रिक कन्भर्टरहरू चाहिन्छ।सिग्नललाई बलियो बनाउनको लागि, विभिन्न शहरहरू बीचको अति-लामो दूरीलाई अझ बढी संवेदनशील अप्टिकल-इलेक्ट्रिकल रूपान्तरण गर्न "रिपीटर" चाहिन्छ, त्यसपछि इलेक्ट्रोनहरू विस्तार गर्नुहोस्, र त्यसपछि अप्टिकल सिग्नल दिनको लागि सुपर इलेक्ट्रो-अप्टिकल कन्भर्टरबाट पार गर्नुहोस्। अर्कोमा जानुहोस् रिले अन्ततः आफ्नो गन्तव्यमा पुग्छ।

पेन स्टेट युनिभर्सिटीका अन्वेषकहरूले स्मार्ट सेमीकन्डक्टरहरूले भरिएको अप्टिकल फाइबरहरू विकास गर्ने आशा राख्छन्, उनीहरूलाई आफैले विद्युतीय-अप्टिकल-विद्युत रूपान्तरण गर्ने क्षमता प्रदान गर्दछ।हाल, अनुसन्धान टोली अझै आफ्नो लक्ष्यमा पुग्न सकेको छैन, तर यसको सेमीकन्डक्टर अप्टिकल फाइबरमा सबै आवश्यक सामग्रीहरू सफलतापूर्वक जोडेको छ र यसले फोटोन र इलेक्ट्रोनहरू एकै समयमा प्रसारण गर्न सक्छ भनेर प्रमाणित गरेको छ।अर्को, तिनीहरूले वास्तविक समयमा आवश्यक अप्टिकल-इलेक्ट्रिकल र इलेक्ट्रिक-अप्टिकल रूपान्तरण गर्न अप्टिकल फाइबरको दुवै छेउमा एकल क्रिस्टल सिलिकन ढाँचा गर्न आवश्यक छ।

ब्याडिङले 2006 मा सिलिकनले भरिएको फाइबरहरू प्रयोग गर्ने सम्भाव्यता देखाउनुभयो, र त्यसपछि जी ले आफ्नो डक्टरेट शोध अनुसन्धानमा गिलास केशिकाहरूसँग उच्च-शुद्धता एकल क्रिस्टल सिलिकन जर्मेनियम संयोजन गर्न लेजरहरू प्रयोग गर्नुभयो।नतिजा एक स्मार्ट मोनोसिलिकन सील हो जुन २,००० गुणा लामो छ, जसले ब्याडिङको उच्च-दक्षता मूल प्रोटोटाइपलाई व्यावसायिक रूपमा व्यवहार्य सामग्रीमा रूपान्तरण गर्दछ।

पेन स्टेट युनिभर्सिटीको सामग्री विज्ञान विभागमा पीएचडी उम्मेद्वार Xiaoyu जी, Argonne राष्ट्रिय प्रयोगशाला मा क्रिस्टलाइजेशन परीक्षण सञ्चालन

यो अति-सानो एकल क्रिस्टल सिलिकन कोरले Ji लाई 750-900 डिग्री फरेनहाइटको तापमानमा गिलास कोरको केन्द्रमा रहेको क्रिस्टल संरचनालाई पग्लन र परिष्कृत गर्न लेजर स्क्यानर प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ, जसले गर्दा गिलासको सिलिकन प्रदूषणबाट बच्न सकिन्छ।

तसर्थ, स्मार्ट अर्धचालकहरू र साधारण अप्टिकल फाइबरहरूलाई एउटै अप्टिकल-इलेक्ट्रिकल फाइबरसँग संयोजन गर्न ब्याडिङको पहिलो प्रयासबाट १० वर्षभन्दा बढी समय लागेको छ।

त्यसपछि, शोधकर्ताहरूले अनुकूलन गर्न थाल्नेछन् (स्मार्ट फाइबरलाई प्रसारण गति र गुणस्तरमा सरल फाइबरसँग तुलना गर्नको लागि), र एन्डोस्कोप, इमेजिङ र फाइबर लेजरहरू सहित व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूको लागि सिलिकन जर्मेनियमको ढाँचा बनाउँदछ।