نانو المعدات الضوئيةجنبا إلى جنب مع مبادئ البصريات والالكترونيات ، وذلك باستخدام خصائص فريدة من نوعها من المواد النانومترية ، وتعزيز الابتكار في مجال الاتصالات البصرية ، والحوسبة البصرية ، وأجهزة الاستشعار ، وهلم جرا . هذه الأجهزة تعمل على نطاق ميكرون أو نانومتر ، ويمكن الاستفادة من التفاعل بين الضوء و الكهرباء بكفاءة . وفيما يلي خصائصها التقنية ونقاط استخدامها :
الخصائص التقنية
كفاءة تحويل الطاقة على نطاق النانو
نانو الكتروضوئي الأجهزة عادة استخدام مواد نانو ( على سبيل المثال ، نقاط الكم ، أسلاك متناهية الصغر ، نانو رقيقة ، وما إلى ذلك ) فريدة من نوعها الخصائص البصرية والالكترونية ، مثل تعزيز تأثير الكهربائية الضوئية ، سطح مأكل صدى ، وهلم جرا . وهذا يتيح لهم كفاءة تحويل الطاقة ومعالجة المعلومات في أحجام أصغر .
2 . حساسية عالية واستجابة سريعة
بسبب صغر حجمها ، وعادة ما يكون الجهاز حساسية عالية جدا وقادرة على التقاط إشارات ضوئية ضعيفة أو التغيرات الحالية . كما أنها يمكن أن تستجيب للمؤثرات الخارجية في وقت قصير جدا ، مع استجابة عالية التردد ، هو مناسبة لأنّ عال سرعة الاتصالات و تطبيقات الاستشعار .
تأثير الكم
في نانومتر الحجم ، تأثير الكم يصبح لا يمكن تجاهلها . المواد مثل نقاط الكم و أسلاك الكم تظهر مستوى الطاقة فريدة من نوعها هيكل ، والتي يمكن تحقيق التحوير ، انتقال و التضخيم من أجل الكم . هذا يجعل من الممكن تطبيق هذا الجهاز في مجال الحوسبة الكمومية والكم الاتصالات .
4 . درجة عالية من التكامل
الجهاز قادر على دمج عدد كبير من الوحدات الوظيفية في مساحة صغيرة ، مما يجعلها ميزة كبيرة في معالجة المعلومات وتخزينها . عالية السرعة تجهيز البيانات وتخزينها يمكن أن تتحقق من خلال التكامل البصرية والإلكترونية .
5 . انخفاض استهلاك الطاقة
بسبب الموصلية فريدة من نوعها وكفاءة التحويل الكهروضوئية من المواد متناهية الصغر ، الجهاز يمكن أن تعمل عادة في انخفاض استهلاك الطاقة ، ولا سيما في نقاط الكم ، نانو فيلم وغيرها من المواد ، يمكن أن تقلل بشكل كبير من فقدان الطاقة .
6 - تعدد الوظائف
الجهاز لا يمكن إلا أن تنجز مهمة التحويل الكهروضوئية التقليدية ، ولكن أيضا يمكن تحقيق عملية متعددة الوظائف ، مثل نقل وتخزين ومعالجة المعلومات على نفس المنصة . على سبيل المثال ، على أساس الفوتون الإلكترون الرنين جهاز يمكن معالجة الإشارات الضوئية والكهربائية في وقت واحد .
استخدام النقاط الرئيسية
1 - اختيار المواد
أداء الجهاز يعتمد إلى حد كبير على المواد المستخدمة . المواد المشتركة تشمل أشباه الموصلات نقاط الكم ، أسلاك متناهية الصغر ، نانو فيلم الجرافين ، وهلم جرا . مواد مختلفة لها فجوة مختلفة ، وكفاءة التحويل الكهروضوئية والاستقرار ، لذلك اختيار المواد المناسبة هو المفتاح لتصميم وتصنيع المعدات .
2 - تكنولوجيا التصنيع
تصنيع المعدات الضوئية نانو يتطلب دقة عالية تكنولوجيا معالجة النانو ، مثل شعاع الالكترون الطباعة الحجرية ، نانو بصمة ، صدمة الكتابة المباشرة ، وهلم جرا . بسبب صغر حجمها ، من الضروري ضمان دقة النانو في عملية التصنيع ، وضمان وظيفة الجهاز لا تتأثر .
3 - تصميم الأجهزة
تأثير حجم تأثير الكم على الأداء يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند تصميم النانو الكتروضوئي الأجهزة . على سبيل المثال ، حجم وشكل وتوزيع نقاط الكم يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الخصائص البصرية . طول و قطر أسلاك متناهية الصغر يمكن أن تؤثر على نقل الإلكترون الأداء . ولذلك ، من المهم جدا لتحسين أداء الجهاز .
4 - الاستقرار البيئي
الجهاز قد تكون حساسة جدا للعوامل البيئية مثل درجة الحرارة ، الرطوبة ، الإشعاع ، الخ . العديد من المواد النانوية هي عرضة الأكسدة والتلوث ، مما يؤدي إلى تدهور الأداء . ولذلك ، من الضروري تحسين الاستقرار والمتانة من خلال تكنولوجيا التعبئة والتغليف أو تعديل المواد .
5 - التكامل والترابط
لأن هذا الجهاز يستخدم عادة في سرعة عالية ، على نطاق واسع نظام التكامل ، وكيفية تحقيق فعالية الربط والتكامل بين العديد من الأجهزة يصبح تحديا . كفاءة تكنولوجيا الربط الكهروضوئية تصميم الدوائر المتكاملة هي مهمة جدا لتحسين الأداء العام من المعدات .
6 . إشارة تعديل وتجهيز
تطبيقات النانو الكتروضوئي الأجهزة في الاتصالات البصرية ومعالجة المعلومات تتطلب كفاءة عالية إشارة التضمين والإستخلاص المهام . ويتطلب هذا الجهاز أن تكون قادرة على أداء الكهربائية الضوئية تحوير ، تعديل البصرية وغيرها من العمليات في تردد عال جدا ، ويمكن التعامل مع مختلف أشكال الإشارات .
7 - استخدام الآثار الكمية
في الكم الكتروضوئي الأجهزة ، واستخدام تأثير الكم مثل الكم تدخل تشابك الكم هو جوهر تصميم المعدات . من أجل تحقيق هذه الآثار على نحو فعال ، من الضروري تنظيم التفاعل بين الإلكترونات و الفوتونات على نطاق النانو .
مجال التطبيق
1.高速光通信
نانو الأجهزة البصرية الالكترونية المستخدمة على نطاق واسع في مجال الاتصالات البصرية ، وتستخدم لتحسين معدل نقل البيانات ونقل بالجو ، ولا سيما في الضوئية المتكاملة عالية السرعة الألياف البصرية الاتصالات .
2 - الحوسبة الكمومية والاتصالات الكمومية
من خلال الاستفادة من تأثير الكم من المواد مثل نقاط الكم الكم أسلاك ، هذه المعدات لديها امكانات كبيرة في تطبيقات الحوسبة الكمومية والكم الاتصالات .
3 - أجهزة الاستشعار
بسبب حساسية عالية ، الجهاز يستخدم على نطاق واسع في مجال الاستشعار البيولوجي ، والرصد البيئي ، والتحليل الكيميائي ، الخ .
4 . التصوير الضوئي وعرض
نانو الأجهزة الضوئية تستخدم أيضا في التصوير الضوئي عالية الدقة وتقنيات العرض ، مثل فائقة الدقة المجاهر البصرية التكيفية النظم .
النانو الكتروضوئي الأجهزة المستخدمة على نطاق واسع في العلوم والتكنولوجيا الحديثة ، ولا سيما في مجال الاتصالات عالية السرعة ، وحساب الكم ، عالية الدقة الاستشعار . الخصائص التقنية و النقاط الرئيسية في استخدام تتطلب منا مراقبة دقيقة و التحسين في اختيار المواد ، عملية التصنيع ، وتصميم الجهاز ، الخ . مع التطور السريع في تكنولوجيا النانو و الإلكترونيات الضوئية ، هذه الأجهزة سوف تظهر إمكانات هائلة في مجال أوسع في المستقبل .