用光控制光!台大跨國研究找到矽光子發展關鍵

  • 時間:2020-09-08 11:47
  • 新聞引據:採訪
  • 撰稿編輯:楊文君
台灣大學物理學系朱士維教授成立國際合作團隊,利用矽奈米結構的特殊電磁共振模態,將矽的光學非線性效應提升了三到四個數量。(楊文君攝)

科技部今天(8日)指出,台灣大學物理學系朱士維教授組成的國際合作團隊,利用矽奈米結構的特殊電磁共振模態,將矽的光學非線性效應提升了三到四個數量,將可利用光控制光,加速資料傳輸速度與數量。傑出的研究成果登上自然科學頂尖期刊《自然通訊》Nature Communications。

臺灣的半導體及晶片設計居產業世界領先地位,主要是以自然界含量最豐富元素之一的「矽元素」製作出先進積體奈米電路製程,利用電控制電的元件,如電晶體來傳輸;更先進的狀態則是在矽光子學的領域中,做出用光控制光的元件。

台灣大學物理學系暨分子影像中心副主任朱士維教授成立國際合作團隊,利用矽奈米結構的特殊電磁共振模態,組成完整可見光光譜的奈米方塊,加上光致熱效應,將矽的光學非線性效應提升了三到四個數量級,而且反應時間僅須奈秒等級;簡單來說,就是將光控制光的能力提升1000至1萬倍。朱士維說:『(原音)就是速度更高、尺寸可以做到小,就密度更高的意思,所以有機會實現更高速的傳輸跟運算,希望克服用電控制電的問題。』

朱士維指出,目前用光控制光的產品面積約0.1至0.01平方公釐,但現在他們可做出0.1平方微米,小了一萬倍。他舉例,以Google資料中心傳輸來看,先用光纖傳到資料中心後,就是用電腦做處理,未來就可以全部都用光來處理。

朱士維也提到,1940年代電晶體的發展開啟電腦計算功能,且技術不斷進步到可以做出很小的晶片放在手機中,這次的研究則是發現可以用光來控制光,且放在「矽」上面,就可以大量生產,讓「積體電路」未來可變成「積體光路」,或是「電腦」未來可變成「光腦」。

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