研究人员开发了一项突破性技术，可以解决电子产品的基本限制。
这项被称为“ OptoExcitonic Switch”的新技术可能会导致一类新的电子设备，从电话和PC到数据中心和量子计算机，并且可以在而无需产生废热的情况下运行。
新开关就像传统的电子开关一样工作，该开关使用电荷来控制系统中电子的流动。开关将能量流或控制设备中信号的传输。
由于这些电子被充电，因此产生“废热”。这就是为什么您的笔记本电脑在玩苛刻的视频游戏时会变热，以及为什么大量数据中心在高温高温下运行的原因。
另一方面，新的“激子开关”依赖于中性带电的“激子”。一类由“兴奋”电子产生的准粒子以从原子中的位置将其删除。
这些激发的电子留在一个与自由电子结合的孔后面。现在，自由移动的电子（现在具有负电荷）及其留下的孔（具有正电荷）形成一个单一的准粒子，称为“激子”，该粒子保持中性充电。由于激子具有中性电荷，因此传递信息时不会产生热量。
光的力量
突破性研究于8月31日在杂志上发表ACS纳米，是首次使用激子来创建超过当前光子开关性能并实现总体最新性能的开关。
“电子设备变热，那是因为电子设备总是具有电容器，”合着者合着Parag Deotore副教授电气工程，计算机工程和应用物理学告诉Live Science。每次您储存能量或释放能量时，都会加热它。激子是一种像光子一样的新电荷中性粒子，它不会产生这种热量。”
新设备使用激子克服热问题，并通过缩小用于将信息移动的开关缩短两个数量级来改善电子设计。
Deotore表示，开发这些新开关的长期目标是创建具有如此有效运行的激子电路，以至于计算机系统不需要粉丝，并且手机可以使电池充电更长的时间。
测试“魔法厚度”
虽然激发开关背后的理论是合理的，但工程和测试新技术给团队带来了最大的挑战。在传统的电子系统中，将电子推动，需要通过蛮力电荷进行。由于其中立费用，激子缺乏此选项。
为了使激子去他们需要去的地方，科学家使用了类似的中性带电的光子沿线性阵列沿一维平面或“山脊”订购激子。
Deotore说，团队创建了激子，然后用特定数量的光子影响了他们，这些光子在山脊上被吸收以创建激子人群。换句话说，这是一群激动人物，堆积在直线的底部。然后，团队应用了更多的光子，直到激子开始移动。如果他们添加了太多的光子，则激子将无法跟随山脊。太少的光子导致激子静止。
“我们的预测是，如果您长得足够厚，那么与激子的光耦合将使推动将被破坏。它们可以显示出来。因此，基本上，它必须具有神奇的厚度，”研究合着者。Mackillo Kira电气和计算机工程学教授，大学的量子研究所的联合导演告诉Live Science。”
由于光充当波，因此光子一旦达到了神奇的厚度就会“推”激子。基拉补充说，观察这项活动证实了理论，并证明了实验是成功的。基拉说：“这实际上很容易验证实验，因为沿着山脊走时，激子的颜色会改变。
根据实验的结果，开关已经达到或超过当前技术的功能。
最终目标是将这些开关扩展到表面上可以取代当前电子产品的电路。根据研究人员的说法，要实现这一目标是必要的，包括找到新材料和开发技术来制造和扩展团队实验中使用的原型设备。但是团队认为，这些挑战可以在数十年的时间内克服。
希望是光excitonic开关和电路可以克服浪费热量 - 可以说是计算中最大的问题。科学家说，这将使大小的尺寸大大减少，以及绩效指数改善。