Рекордный светодиод для энергоэффективных дата-центров
Учёные из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне и Университета Нотр-Дам создали микросветодиод из нитрида галлия с рекордной для светодиодов на квантовых ямах скоростью переключения — он рассчитан на связь в дата-центрах
Полоса оптической модуляции нового светодиода — то есть то, насколько быстро он может включаться и выключаться, прежде чем свет потеряет яркость, — достигает 2,75 гигагерца, а потребляет он всего 25 милливатт. На электрические сигналы он откликается с частотой порядка гигагерца, как компьютерный процессор. Это рекорд для светодиодов на квантовых ямах — стандартной в отрасли конструкции. Некоторые нестандартные светодиоды работают и быстрее, но дают нестабильный и слабый свет.
Чтобы найти лучший размер, разработчики последовательно уменьшали микросветодиоды с 100 до 2 микрометров в диаметре — так сильно их ещё никто не уменьшал — и смотрели, как меняются скорость и энергопотребление. Оказалось, что меньше — не всегда лучше: оптимальным вышел светодиод диаметром 5 микрометров. Перед изготовлением авторы подробно смоделировали свойства материала, чтобы учесть дефекты, которые ухудшают работу прибора.
Светодиоды могут стать альтернативой лазерам в коротких оптических линиях связи в дата-центрах (на расстоянии менее 10 метров). Лазеры требуют много энергии и сильно нагреваются, а новый светодиод отличается низким энергопотреблением и хорошей масштабируемостью. По словам ведущего автора исследования Абдельгани Абуэльнагга, 90 % коммуникаций в дата-центрах — короткие, и здесь нужны энергоэффективные решения.
Благодаря крошечному размеру такие излучатели можно собирать в компактные двумерные матрицы, где каждый передаёт свой поток данных. Авторы рассчитывают, что на коротких расстояниях их светодиод окажется намного быстрее и экономичнее обычных проводных соединений и даже лазерных линий. Работа опубликована в журнале IEEE Electron Device Letters.
Ранее по теме: Рекорд передачи данных: ультрафиолетовые светодиоды выдали 1,5 Гбит/с
Источник: EurekAlert!
