石墨烯調制器可實現超快數據通訊

修改時間:2020-4-1 11:10:09 點擊量：

據美國物理學家組織網5月8日報道，美國科學家使用石墨烯研制出了一款調制器，科學家表示，其能大幅提高數據包的傳輸速度，實現超快數據通訊。 
　　加州大學伯克利分校教授、美國國家科學基金會納米尺度科學和工程中心主任張翔（音譯）領導的科研團隊將石墨烯鋪展在一個硅波導管的頂部，建造出了這款能打開或關閉光的光調制器（調制器是控制數據傳輸速度的關鍵），其調制速度目前為1吉赫（千兆赫），但從理論上來講，未來單個光調制器的調制速度可達500吉赫。

　　科學家們發現，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。當施加充足的負電壓時，電子被吸出石墨烯并不再能吸收光子，因此，當光子通過石墨烯時，石墨烯完全透明，光被“打開”。當施加某種正電壓時，石墨烯也是透明的，但電子緊密地包裹在一起，使它們無法吸收光子，從而有效地“關閉”光線?？茖W家在石墨烯上找到了一個最有效的位置來施加足夠的電壓，以此讓該石墨烯調制器擁有了打開或關閉光線的能力。

　　張翔表示，與基于電學的組件相比，基于光學的組件有多種優勢，包括能攜帶更密集的數據包更快地傳輸。新調制器是全球最小的光調制器，僅為25平方微米，比一般為幾平方毫米的普通商用調制器小很多，其能在現有最快速度10多倍的速度下操作，新技術有望顯著提升超快光通訊和光計算的能力，未來，使用該石墨烯調制器，消費者只需幾秒，就能將整部三維高清電影“搬”到智能手機上。

　　即使體形如此“纖細”，但石墨烯的頻寬容量很大，石墨烯能吸收的光涵蓋數千納米，從紫外線到紅外線都可?？茖W家指出，這使石墨烯調制器能比現有最頂級調制器（其操作帶寬為10納米）攜帶的數據更多。且用來制作調制器的石墨烯非常少，一支鉛筆中的石墨提供的石墨烯足以制造出10億個光調制器。

　　張翔表示，新石墨烯調制器不僅可用于消費電子產品上，還可用于任何受限于數據傳輸速度的領域，包括生物信息學以及天氣預報等，未來也會廣泛應用于工業領域。該試驗的參與者、伯克利分校超快納米光學小組的負責人王峰（音譯）表示，新調制器也可用于調制其他頻率范圍的光線，比如中波紅外線（廣泛適用于分子傳感等方面）等