美大学:超低耗電、不發熱的光學晶片可望誕生

      传统的知识认为，只要数据是以电荷的型态被储存，CMOS技术对电子芯片来说仍是王道；但现在美国约翰˙霍普金斯大学的研究人员正在研发一种超低耗电的替代方案，使用雷射光将数据编码，成为绝缘体内的激子(excitons)。如果实验成功，这个新发现的光学现象就能让人们透过雷射光，在绝缘晶体内储存数据。

      “目前这仍只是理论，因此我们要透过实验来证实这个理论。”约翰˙霍普金斯大学电子与计算机工程学系教授Alexander Kaplan表示：“如果我们是正确的，将可解决半导体制程不断微缩所产生的发热问题。”

      Kaplan表示，经过精心排列的特定原子、分子或量子点晶格/数组，经由雷射光点亮，就能产生打破Lorentz-Lorenz理论限制的奈米级组织层(strata)。所谓的Lorentz-Lorenz理论主要是指绝缘体内的原子不可能发生局部编码状态(local encoding)；而Kaplan表示他的团队已经发现了一种客制化绝缘体内奈米级结构的方法，让它们能储存数据并“感觉”到周遭环境。

      在Kaplan的研究中。雷射光能以相对较低的功率，促成不同形式刺激(excitatio)状态的区域性数据编码，并使晶体状晶格内部的电子维持不动；然后再度透过雷射将晶格内的状态改变成非线性的模式。

      这种方法能用雷射光控制数据的读写，并因此产生低功耗的奈米及内存细胞或逻辑元素；不过这种方法会有像是挥发性电子内存会因断电而失去所储存数据的效应，也就是当雷射光关掉的时候，晶格内的原子就会回到原始的状态。

      Kaplan表示，这种限制跟一般的电子组件如RAM、逻辑组件一样，必须依靠电力来保持它们的状态。而约翰˙霍普金斯大学的研究也可以用于制造原子级的传感器，除非使用雷射光来读取，不然不耗电。