斯坦福大學(xué)工程學(xué)院的研究團隊研發(fā)出一種超快的納米級發(fā)光二極管（LED），能夠以每秒100億比特的速度傳輸數(shù)據(jù)，并比當(dāng)前以激光為基礎(chǔ)的系統(tǒng)裝置能耗更低。研究人員表示，這是為芯片上的計算機數(shù)據(jù)傳輸提供超快、低能耗光源的重要步驟。相關(guān)研究報告發(fā)表在15日出版的《自然·通訊》雜志上。

科研人員表示，低能耗的電控光源是下一代光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵，這能夠迎合計算機行業(yè)日益增長的能源需求。傳統(tǒng)上，工程師認(rèn)為只有激光才能以極高的數(shù)據(jù)傳輸速率和超低能耗進行通訊。而此次研發(fā)的單一模式LED能發(fā)射單一波長的光，與激光十分相似，能像激光一樣執(zhí)行相同任務(wù)，且消耗的能量更低。

研究人員在新裝置的中心，插入了若干座砷化銦“小島”。當(dāng)電脈沖通過時，它們能產(chǎn)生光。這些“小島”的周圍包裹著光子晶體（在半導(dǎo)體上蝕刻的微孔陣列），能像鏡子一般將光線彈射聚集至裝置的中央，使它們囚禁于LED內(nèi)，并被迫按單一頻率產(chǎn)生共鳴，從而形成單模光。

現(xiàn)有設(shè)備基本是由激光發(fā)光器與外部調(diào)制器兩個裝置構(gòu)成。兩種裝置都需要消耗電力，而新款二極管將發(fā)光器和調(diào)制器的功能整合到一個裝置內(nèi)，大大降低了耗能量。科學(xué)家表示，新款設(shè)備可達到目前最高效設(shè)備能源效率的2000倍至4000倍。平均而言，新款LED裝置能以每比特0.25飛焦（10-15焦耳）的耗能量傳輸數(shù)據(jù)，而當(dāng)下典型的低能耗激光設(shè)備也需要消耗500飛焦來傳輸單個比特，其他技術(shù)則耗能更多。