Watafiti katika Chuo Kikuu cha Penn State nchini Marekani walisema kwamba hivi karibuni, nyuzinyuzi ya semiconductor yenyewe inaweza kuwa na uwezo wa kufanya ubadilishaji wa gharama ya "umeme-macho-umeme" bila kutegemea vigeuzi vya umeme-macho ( elektroniki-optical) na gharama kubwa ya macho - viongofu vya elektroniki kwenye mwisho wa kupokea.

Uvumbuzi huu mpya ni wa kuunganisha kiini kimoja cha silicon ya fuwele kwenye kapilari ya glasi yenye kipenyo cha ndani cha mikroni 1.7, na kuimarisha na kuziba ncha zote mbili ili kuunda silikoni moja ya fuwele, na hivyo kuchanganya germanium ya silicon moja ya fuwele ya bei nafuu na silikoni moja ya fuwele katika ncha zote mbili. .Utafiti huu ulifanywa kwa pamoja na maprofesa Venkatraman Gopalan na John Badding katika Idara ya Sayansi ya Nyenzo na Uhandisi katika Chuo Kikuu cha Penn State, na mwanafunzi wa udaktari Xiaoyu Ji.

Jumuisha msingi wa silikoni ya amofasi kwenye kapilari ya glasi yenye kipenyo cha ndani cha mikroni 1.7.

Fiber rahisi ya macho inayotumiwa leo inaweza tu kutoa fotoni kwenye bomba la glasi lililofunikwa na mipako laini ya polima.Ishara bora huhifadhiwa kwenye nyuzi za macho kwa kutafakari kutoka kwa kioo hadi kwenye polima, kwa hiyo kuna karibu hakuna kupoteza kwa ishara wakati wa maambukizi ya umbali mrefu.Kwa bahati mbaya, data zote zinazopitishwa kutoka kwa kompyuta zinahitaji matumizi ya moduli za gharama kubwa za uongofu wa electro-optical kwenye mwisho wa kusambaza.

Vile vile, mpokeaji ni kompyuta ambayo inahitaji vibadilishaji vya gharama kubwa vya umeme kwenye mwisho wa kupokea.Ili kuimarisha ishara, umbali wa muda mrefu zaidi kati ya miji tofauti unahitaji "repeater" kufanya uongofu nyeti zaidi wa macho-umeme, kisha kukuza elektroni, na kisha kupitia kibadilishaji cha super electro-optical ili kuruhusu ishara ya macho. kupita kwa ijayo Relay hatimaye kufikia lengo lake.

Watafiti katika Chuo Kikuu cha Penn State wanatumai kutengeneza nyuzi za macho zilizojazwa na halvledare mahiri, na kuwapa uwezo wa kufanya ubadilishaji wa umeme-macho-umeme peke yao.Kwa sasa, timu ya utafiti bado haijafikia lengo lake, lakini imefanikiwa kuchanganya vifaa vyote vinavyohitajika katika fiber yake ya semiconductor ya macho na kuthibitisha kwamba inaweza kusambaza photons na elektroni kwa wakati mmoja.Kisha, zinahitaji kuweka muundo wa silikoni ya fuwele kwenye ncha zote mbili za nyuzi macho ili kutekeleza ugeuzaji unaohitajika wa macho-umeme na umeme-macho kwa wakati halisi.

Badding alionyesha uwezekano wa kutumia nyuzi zilizojaa silicon mwaka wa 2006, na Ji kisha akatumia leza ili kuchanganya gerimani ya silikoni ya fuwele yenye ubora wa hali ya juu na kapilari za glasi katika utafiti wake wa nadharia ya udaktari.Matokeo yake ni muhuri mahiri wa monosilicon ambao una urefu wa mara 2,000, ambao hubadilisha mfano halisi wa ubora wa juu wa Badding kuwa nyenzo inayoweza kutumika kibiashara.

Xiaoyu Ji, mtahiniwa wa PhD katika Idara ya Sayansi ya Nyenzo katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Penn, anafanya majaribio ya uwekaji fuwele katika Maabara ya Kitaifa ya Argonne.

Kiini hiki cha kioo kidogo zaidi cha silicon moja pia huruhusu Ji kutumia kichanganuzi cha leza kuyeyusha na kuboresha muundo wa fuwele ulio katikati ya msingi wa glasi kwa joto la nyuzi 750-900 Fahrenheit, na hivyo kuepuka uchafuzi wa glasi ya glasi.

Kwa hivyo, imechukua zaidi ya miaka 10 kutoka kwa jaribio la kwanza la Badding la kuchanganya halvledare mahiri na nyuzi rahisi za macho na nyuzinyuzi sawa za macho-umeme.

Ifuatayo, watafiti wataanza kuboresha (ili kufanya nyuzi mahiri kufikia kasi ya uambukizaji na ubora unaolingana na nyuzi rahisi), na kuunda muundo wa silicon germanium kwa matumizi ya vitendo, ikijumuisha endoscopes, upigaji picha na leza za nyuzi.