Fotonische kristallen als transistorvervanging

Op de wetenschapssite EurekAlert wordt gesproken over een techniek die ontdekt is door onderzoekers van de universiteit van Toronto. Het gaat om een manier om minuscule perfecte kristallen te maken, die een hoge optische kwaliteit hebben. Volgens het team is hiermee een stap gezet in de richting van een tijdperk waarin computers supersnel communiceren via fotonen (lichtdeeltjes) in plaats van elektronen. De 'fotonische kristallen' kunnen behalve de snelheid ook de bandbreedte van communicatiesystemen vergroten, aldus een professor van de afdeling Scheikunde. Door de fotonische kristallen op een bepaalde manier in te zetten, kunnen situaties bereikt worden waarin licht door zeer smalle openingen gebogen wordt.

Om de kristallen te maken, worden microscopische patronen aangebracht op het oppervlak van een materiaal. Vervolgens worden de patronen blootgesteld aan een op alcohol gebaseerde oplossing van synthetische stoffen. Deze stoffen dringen het materiaal binnen en worden daarbij automatisch omgezet in de genoemde fotonische kristallen. De kristallen kunnen nu dienen als optische componenten, om te regelen hoe fotonen in een lichtcircuit reageren, vergelijkbaar met hoe transistors het elektronenverkeer in een elektrisch circuit regelen.

Met dank aan Verwijderd voor de tip.

Reacties (35)

[ferdinand]

Het gaat om een manier om minuscule perfecte kristallen te maken, die een hoge optische kwaliteit hebben.

Dit betekent dus veel minder kans op storing. Je hebt dan alleen last van vibraties en magnetische velden die het licht kunnen afbuigen. Wel handig voor in de ruimte en andere extreme plekken.

[JSK]

Je hebt dan alleen last van vibraties en magnetische velden die het licht kunnen afbuigen

Dat zal niet lukken. Licht (fotonen) is zelf een electro-magnetisch veld. Om licht af te buigen wordt dus het fotonisch materiaal gebruikt. Hiermee kunnen dus optische schakelingen en een volledig optische computer gemaakt worden, maar de daadwerkelijke realisatie daarvan zal nog wel even op zich laten wachten.

[Cipri]

Dit betekent dus veel minder kans op storing. Licht (fotonen) is zelf een electro-magnetisch veld. Om licht af te buigen wordt dus het fotonisch materiaal gebruikt.

[joke]
Oftel, oppassen met al die lampjes ledjes en andere casemods. Straks crasht je computer op lichtsnelheid
[/joke]

[DaZZle]

Haal je nu niet electronenstralen en lichtstralen door elkaar?

Een lichtstraal heeft geen lading, dus een magnetisch veld heeft geen invloed op de richting van licht. Alleen een gravitatieveld kan licht buigen, maar je hebt dan een heel groot gravitatieveld nodig en op zo'n kleine schaal lijkt het me niet dat je last hebt van het gravitatieveld van de aarde.

Verder vibraties... Zo lang deze niet in de buurt van de lichtsnelheid komen lijkt het me geen punt. En dat lijkt me erg knap, een vibratie maken die in de buurt van de lichtsnelheid komt.

[blobber]

Jullie denken veel te moeilijk, geen magnetische velden of superzware gravitatievelden...licht kan worden gebogen door objecten die in de orde van grootte zijn van de golflengte van het gebruikte licht, simpele buiging, elementaire natuurkunde van de middelbare school

[CGAdrenA]

licht kan ook gebogen worden door gravitatievelden, maar ook door bijv. verandering van de dichtheid van de omgeving waar het licht in voortbeweegt.

[broes willems]

Licht wordt gebogen door extreme gravitatievelden zoals in zwarte gaten. Die heb je niet in je pc zitten.

Ik denk dat zelfs als er een zwart gat in je pc zat (ff hypothetisch ) dan nog zou de afbuiging waarschijnlijk niet voldoende zijn van schakeling naar schakeling om een storing te geven. Immers de afstand is enorm kort. Er zal vast enige marge zijn..

[Verwijderd]

met buigen kunnen ze ook breken noemen hoor. tis maar hoe je het leest.

dan nu de uitleg van breken

als een lichtstraal (niet zeiken over hoef licht opgebouwd is) in een doorlatend voorwerp valt. dan gaat het licht er doorheen (ooooooh das nieuw ) maar binnen dat voorwerp verandert de RICHTING van de lichtstraal. ff voor de genen die niet v4 gedaan hebben. check je rietje in een glas water. mooi recht he. komt op hetzelfde neer.het licht word gewoon van richting veranderd. nou wie zegt dat kristal geen licht door laat........


Hebben jullie ff mazzel.


nou goed hoever licht veranderd word van richting kan je zelf bepalen. dmv kleur van de stof de soort stof natuurlijk en vast nog een paar dingen maar ik ken alleen de basics van dit principe...

ik zal vast wel lullen over een mogelijkheid die niet eens bedoelt word maar ik wil ff aantonen dat je GEEN zwartgat nodig hebt om licht te besturen. Natuurlijk hebben we daar ook spiegels voor maar dat komt ook op hetzelfde principe neer (OOK al??? jazekers) maar dat is jullie pakkie an om te begrijpen....

ke loos die kritiek maar.

[Verwijderd]

Hmm als er een zwart gat in je pc zou zitten dan zou je pc + het licht erin + jij + de aarde + de maan + de rest van de planeten om de zon en waarschijnlijk ook de zon erin getrokken worden Een zwart gat is namelijk een zon van een grootte in de range meerdere malen onze zon die na "opgebrand" te zijn instrort onder zijn eigen gewicht en na een aantal fases een zwart gat wordt omdat zelfs fotonen zwaar genoeg zijn om aan getrokken te worden dus dan wordt eerst al het andere in de directe omgeveing meegetrokken (planeten manen sterren andere zwarte gaten).
'T is dus een beetje groot voor in je pc denk ik. Maar goed de vulcans drijven er hun warpdrive mee aan dus waarom niet in je pc.

[Cheese_man]

[vreselijk offtopic]
Je hebt gelijk met je zwarte gat principe...maar waren het niet de Romulans die hun warpdrive van sap voorzien op die manier. De vulcans hebben geen eigen schepen meer (behalve in ST:Enterprise).
[/vreselijk offtopic]

En ook dit is weer een mooie techniek die aan de wieg kan staan van een technologische revolutie. Beyond electronics! Zoals zoveel berichten die we de laatste tijd hebben kunnen lezen (oa atomaire schakelingen). Kan bijna niet wachten tot als ie SciFi in het normale leven kan worden gebruikt!

[Verwijderd]

en zwart gat wordt omdat zelfs fotonen zwaar genoeg zijn om aan getrokken te worden

Het gaat hier niet om het gewicht van de fotonen, maar de snelheid. Als je bijvoorbeeld een kogel omhoog schiet vanaf de aarde, dan moet de snelheid groter zijn dan de ontsnappingssnelheid, anders valt ie weer terug naar de aarde (zo'n 11,2 km/sec, vergelijk maan: 2,4 km/sec) Dit ligt niet aan hoe zwaar de kogel is, maar aan hoe snel die gaat.
Bij zwarte gaten is de ontsnappingssnelheid groter dan de lichtsnelheid.

[procede]

Ehmmm...

volgens mij heb je al zwarte gaten met de grootte van een tennisbal (zeker in StarTrek), dus dat past in extreme theorie wel..

Zwarte gaten zijn niet zo groot als mensen vaak denken.

[Blubber]

mmm,ik had je reactie niethelemaal goed gelezen. Dan bn ik het dus toch wel met je eens. Maar je moet toch wel een flink magnetisch veld hebben wilje licht afbuigen.

[DinX]

Je hebt toch electriciteit nodig om het licht op te wekken, of heb ik het nou fout Anywayz, lijkt me wel handig als de koeling weg kan

Je moet wel licht opwekken ja, en daar heb je electriciteit voor nodig. Ik veronderstel dat ze hier met een soort van lasertje gaan werken dan. En dan wekt toch niet zo'n hoge temperaturen op als een processor.

Het is dan waarschijnlijk ook alleen maar de plek waar het licht wordt opgewekt die warm wordt (of toch het meest warm wordt) en niet de chip zelf. En het kan minder kwaad dat de lichtbron warm wordt dan de chip zelf.

[StalieN]

De laatste tijd zijn er nogal veel nieuwe ontdekkingen die in de toekomst transistoren zouden kunnen gaan vervangen!
Ben benieuwd wie er wint...

[Polaris]

Het idee van het vervangen van transistoren door andersoortige schakelelementen is niet nieuw. Herrinnert iemand zich nog de Josephson schakelaars uit de jaren tachtig? Daarmee zouden supersnelle computers gemaakt kunnen worden en de transistor zou binnen enkele jaren verouderd zijn. Het is alleen nooit wat geworden. En ook hier moeten we nog maar afwachten. Enige skepsis is wel op zijn plaats.

[Vinz]

Mee eens. Licht in de computers is nog een heel eind weg. Het andere stuk wat ik in de submit gooide vond ik eigenlijk meer van toepassing. Ging over productie van IC. Ipv van etsen deden ze het met een mal (van kwarts) die geetst was tegen een silicium aanhouden en een laserpuls geven zodat een klein beetje silicium smolt. Hierdoor kon men in nanoseconden transistors maken die normaal 20 minuten etsen waren. Ze begrepen niet waarom en hoe het werkte maar het werkt, dat is het belangrijkste. Die (productie)techniek is veel dichterbij dan licht in computers.

[OpAmp]

Aaah, moet ik maar snel van studie (nu Elektrotechniek) gaan wisselen naar scheikunde ofzo daar is dus blijkbaar in de toekomst alles wat met computers te maken heeft naar onderweg

Ach. ik kan mijzelf wel weer troosten in de gedachten dat dit nog zeker 10 jaar zal duren voordat het op grote schaal wordt toegepast.

[Verwijderd]

Tis meer een natuurkunde 'probleem' dan scheikunde. Het heeft alleen allemaal raakvlakken met elkaar.
Het proces van het fabriceren is een scheikundig probleem, het principe van licht bewerken als transistor is een natuurkundig probleem, en het toepassen daarvan is een elektrotechnisch probleem.

[Verwijderd]

Ik denk zelfs dat je er dan nog niet bent. Wat dacht je van een gecombineerde studie van electra, quantummechanica, theoretische natuurkunde en biochemie ?

[Verwijderd]

hmm lichtkristallen die licht doorschakelen of niet kewl
alleen moet je wel beeld krijgen op je beeld scherm dus uiteindelijk zullen er optische naar elektrische data omzetters inzitten (hoewel een scherm is ook optisch (je ziet het beeld))

optische geluids kaart en een optische pci bus

word ook niet super makkelijk

(waarschijnlijk cpu op licht en de rest elektronisch is eerste stap (misschien ook geheugen anders heb je zo weinig aan je snelle licht cpu)
)

[Verwijderd]

optische bussen en optische geluidskaart is juist super makkelijk te maken
ze bestaan al namelijk
(je geluidskaart heeft al een optische in en uit, je boxen zetten het optische signaal om in (electronisch) geluid, niet je computer
(aannemend dat je een beetje lekkere geluidskaart hebt uiteraart :-)
en optische bussen... fiber netwerken? een netwerk is te zien als een soort bus in dit geval, er gaat data over heen, en het is optisch...

het is nu de heletijd omzetten van electronisch naar licht en terug... met optische chips hoeft dat niet meer gelukkig

beste punt, hier boven ook ergens, je grafische kaart/beeldscherm combo kan veel makkelijker en sneller met een zooi licht versterkers en een zooi lensen/prismas/etc (geen verversingsgraad meer net als lcd's! :-))

[Verwijderd]

en dan wijs je in het donker met een zaklampje aan -> 'kijk dat is mn geheugen'
crash!

maar werkt het wel, twee verschillende technieken (electrisch + optisch) ik bedoel, vertraagt dat omzetten niet enorm?
en heeft het wel nut: is de electrische boel niet een enorme bottleneck voor de rest van het systeem

[Verwijderd]

Lucent/Bell labs is al heel ver met optisch schakelen, dit in het kader van routers, aangezien het roeteren van data doormiddel van electronische routers de grootste vertragings factor is. dit deden ze met microscopische spiegeltjes, dit is/bleek alleen niet erg schok bestendig

is vast wel meer over te vinden op http://www.bell-labs.com/

[edit]
http://www.bell-labs.com/news/2000/june/5/3.html

[Blubber]

mm bij de omzetting van elektriciteit naar licht komt ook veel warmte vrij... Maar we zullen zien

[_Thanatos_]

Men is ook al onderzoek aan het doen naar hoe de extreme diepzeedieren hun licht opwekken... Wat zij doen is nagenoeg 100% efficient: een proces waarbij licht opgewekt wordt, zonder dat er warmte vrijkomt... "koud licht" noemen ze het.

[Verwijderd]

lol

kunne we binnekort zo'n blietse, blauwe lichtgevende, inktvis in onze koelbak neerplanten

[LiMy]

een op alcohol gebaseerde oplossing

zie je wel alcohol lekker nuttig is

[Maarten Blom]

Krijg je allemaal van die zatte PC's die niet meer vooruit te branden zijn.

[Verwijderd]

hmff.. ff een vraagje... aangezien het niet meer electrisch is, zou het betekenen dat er beter vloeistof gekoeld kan worden? oww... wacht mischien dat er niet eens gekoeld hoeft te worden...

[GeniusDex]

Je hebt toch electriciteit nodig om het licht op te wekken, of heb ik het nou fout Anywayz, lijkt me wel handig als de koeling weg kan

[Verwijderd]

Je hebt toch electriciteit nodig om het licht op te wekken, of heb ik het nou fout?

Welnee, je kunt toch ook gewoon een kaars aansteken?

[Dennizz]

op dat moment kan ik mn waterkoeling ook weggooien weer een hobby minder zolang t maar ergens inzit waar ik gaten in kan zagen en ccfl's achter kan plakken, heb ik nog iets te doen

[Verwijderd]

Hoe zit het nu met het verschil in brekingsindex? Die moet namelijk erg groot zijn om een bandgap in alle richtingen te hebben.