L'era dei "computer ottici" gestiti dalla luce si sta avvicinando rapidamente

Recentemente la domanda di computer in grado di calcolare ed elaborare rapidamente grandi quantità di informazioni sta aumentando in modo esplosivo, poiché l’intelligenza artificiale, le auto a guida autonoma, i droni e le tecnologie del metaverso stanno attirando l’attenzione come industrie chiave del futuro. Tuttavia, le porte logiche elettroniche a semiconduttore, che oggi fungono da cervello dei computer, hanno capacità limitate nel calcolo e nell'elaborazione dei dati ad alta velocità e presentano lo svantaggio di consumare molta energia e generare molto calore.

Il Korea Institute of Science and Technology (KIST) e il Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) hanno annunciato che i loro gruppi di ricerca, guidati dal Dr. Yusin Pak presso il Sensor System Research Center (KIST) e dal professor Gun Young Jung presso la School of Materials Scienza e Ingegneria (GIST),aver sviluppatoporte logiche optoelettroniche (OELG) ad altissima velocità e alta efficienza utilizzando fotodiodi di perovskite organico-inorganico.

L'OELG ha caratteristiche di alta velocità e alta efficienza; utilizza la luce come segnale di ingresso, che dimostra fisicamente una bassa perdita di energia e può funzionare solo con l'energia luminosa senza alimentazione elettrica. I gruppi di ricerca hanno implementato una porta logica optoelettronica di perovskite impilata. Due strati di film sottili di perovskite sono impilati verticalmente come un sandwich e hanno dimostrato che l'operazione logica binaria desiderata è possibile inserendo due luci di diverse lunghezze d'onda e intensità.

Poiché la porta logica optoelettronica della perovskite può modificare liberamente la polarità della fotocorrente utilizzando la luce, è possibile eseguire più di un risultato dell'operazione della porta logica per lo stesso valore di ingresso. Pertanto, rispetto alla porta logica esistente che può eseguire solo un'operazione logica su un dispositivo, quella appena sviluppata può implementare tutte e cinque le diverse operazioni logiche di base come AND, OR, NAND, NOR e NOT. Consente lo sviluppo di processori ottici con elevata efficienza spaziale e integrazione, poiché una porta logica può funzionare come cinque porte logiche.

Pak ha affermato: "Si prevede che le porte logiche optoelettroniche di perovskite che eseguono più operazioni logiche in risposta all'input ottico verranno utilizzate in futuro per piattaforme di sensori ottici universali ultra-piccoli e a basso consumo". Jung si aspettava che "La porta logica optoelettronica sviluppata attraverso questa ricerca è il risultato della ricerca e sviluppo dell'informatica ottica che realizza cinque operazioni logiche di base in un unico dispositivo e contribuirà notevolmente alla comunicazione ottica di prossima generazione, alla rete ottica e alla ricerca e sviluppo sanitario".

- Il presente comunicato stampa è stato fornito dal Consiglio Nazionale delle Ricerche di Scienza e Tecnologia