Des chercheurs développent des OELG ultra-rapides et à haut rendement en utilisant des photodiodes pérovskites organiques-inorganiques

L'ère des « ordinateurs optiques » fonctionnant à la lumière approche à grands pas

Diagrammes à barres tridimensionnels pour toutes les sorties (“OR”, “AND”, “NAND”, “NOR” et “NOT”) obtenues à partir des 64 pixels. Les barres rouges et bleues montrent des photoréponses spectrales bipolaires claires de tous les pixels en référence au niveau fiducial de 0 nA (face grise). Crédit : Institut coréen des sciences et technologies (KIST)

La demande augmente pour des ordinateurs capables de calculer et de traiter rapidement de grandes quantités d’informations, car l’intelligence artificielle, les voitures autonomes, les drones et les technologies métavers attirent l’attention en tant qu’industries clés de l’avenir. Cependant, les portes logiques électroniques à semi-conducteurs, qui servent de cerveau aux ordinateurs aujourd’hui, ont une capacité limitée de calcul et de traitement de données à grande vitesse, et présentent des inconvénients en ce qu’elles consomment beaucoup d’énergie et génèrent une chaleur considérable.

Les équipes de recherche du KIST et de l’Institut des sciences et technologies de Gwangju, dirigées par le Dr Yusin Pak du Sensor System Research Center (KIST) et le professeur Gun Young Jung de la School of Materials Science and Engineering (GIST), ont développé des portes logiques optoélectroniques rapides et à haut rendement (OELG) en utilisant des photodiodes de pérovskite organiques-inorganiques.

La porte logique optoélectronique présente des caractéristiques à grande vitesse et à haut rendement; il utilise la lumière comme signal d’entrée, présente une faible perte d’énergie physique et peut fonctionner sans alimentation électrique en utilisant uniquement l’énergie lumineuse. Les équipes de recherche ont mis en œuvre une porte logique optoélectronique en pérovskite empilée. Deux couches de films minces de pérovskite sont empilées verticalement comme un sandwich et ont prouvé que l’opération logique binaire souhaitée est possible en entrant deux lumières de longueurs d’onde et d’intensités différentes.

Comme la porte logique optoélectronique pérovskite peut modifier librement la polarité du photocourant à l’aide de la lumière, il est possible d’exécuter plus d’un résultat d’opération de porte logique pour la même valeur d’entrée. Par conséquent, par rapport à la porte logique existante qui ne peut effectuer qu’une seule opération logique sur un seul appareil, la nouvelle porte peut implémenter les cinq opérations logiques de base différentes telles que AND, OR, NAND, NOR et NOT. Il permet le développement de processeurs optiques à haute efficacité spatiale et intégration, car une porte logique peut fonctionner comme cinq portes logiques.

L'ère des « ordinateurs optiques » fonctionnant à la lumière approche à grands pas

Image conceptuelle d’une puce de processeur optique pour ordinateurs optiques utilisant des portes logiques optoélectroniques pérovskite. Crédit : Institut coréen des sciences et technologies (KIST)

Le Dr Pak (KIST) a déclaré : “Les portes logiques optoélectroniques pérovskites qui exécutent plusieurs opérations logiques en réponse à une entrée optique devraient être utilisées à l’avenir pour les plates-formes de capteurs optiques universels ultra-petits et à faible puissance.” Le professeur Jung (GIST) a déclaré : « La porte logique optoélectronique développée grâce à cette recherche est le résultat de la R&D en informatique optique qui réalise cinq opérations logiques de base en un seul appareil, et contribuera grandement à la communication optique, au réseau optique et aux soins de santé de nouvelle génération. R&D.”

L’étude est publiée dans Communication Nature.


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Plus d’information:
Woochul Kim et al, portes logiques multifonctionnelles pérovskite via photoréponse bipolaire d’un photodétecteur unique, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-28374-w

Fourni par le Conseil national de recherches sur la science et la technologie

Citation: Des chercheurs développent des OELG ultra-rapides et à haut rendement en utilisant des photodiodes pérovskites organiques-inorganiques (2022, 2 mai) récupéré le 2 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-era-optical-fast -approaching.html

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