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主题:【讨论】这年月吵作已经是所有科学家的基本功了 -- nua

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家园 【讨论】这年月吵作已经是所有科学家的基本功了

美华裔学者科研成果有望助互联网速度提高万倍 中新社

中新社旧金山5月22日电(记者 刘丹)世界最小的石墨烯光学调制器,由美国加州大学伯克利分校华裔师生共同研制诞生。这个比人的头发细400倍的光学调制器具备的高速信号传输能力,有望将互联网速度提高一万倍,一秒钟内下载一部高清电影指日可待。

这项研究是由加州大学伯克利分校劳伦斯国家实验室的张翔教授、王枫助理教授以及博士后刘明等组成的研究团队共同完成的,由刘明担任第一作者的研究论文将于6月2日在美国《自然》杂志发表。

刘明接受中新社记者访问时表示,调制器用于调节光束开关,把电子信号转化成光学信号传输数字信息,目前多用于互联网连接,今后有望用于电脑中央处理器、记忆容量和主板。现有的互联网网络传输是以铜导线为主,目前已到了瓶颈阶段。科学家们都在研究用光来传输信息,但已有的光学调制器不是成本太高,就是体积太大,还有对温度过于敏感的缺陷。

2004年,英国曼彻斯特大学物理学奖海姆和诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯,这种世界上最薄却最坚硬的纳米材料使他们获得了2010年诺贝尔物理学奖。从清华大学毕业后在加州大学伯克利分校念博士学位的刘明,2008年从一篇关于石墨烯加了一点偏压后变得透明的文章得到灵感,开始着手研究用石墨烯制成光学调制器。

刘明表示,这项研究具有两个突破点:第一是把物理和电子工程两个领域的研究结合起来,第二是实现了从事石墨烯研究的人没有去尝试的事。用石墨烯为材料做成一个高速、对热不敏感,宽带、廉价和小尺寸的调制器,从而解决了业界长期未能解决的问题。

高速并真正实现宽带是石墨烯调制器不可比拟的优势。刘明表示,铜导线长距离传输速度最高可达100兆,而每个石墨烯调制器的传输速度是100G,如果把1 0个石墨烯调制器放在一起,工作在不同的波段上,相互不会干扰,传输速度可以达到1T,等于铜导线的1万倍,上网速度将比现在快1万倍。

“10G的高速互联网将成为可能,我们可以更便捷地分享视频信息,云计算将更加普遍使用,个人电脑不再需要,把一部高清电影下载到手机上只需一秒钟就完成。”刘明说。

价廉物美是石墨烯调制器的另一优势,“目前市场上的光学调制器5250美元一个,我们的石墨烯调制器只需要几美元。”

相对于现有调制器几个平方毫米的体积,这种石墨烯调制器还具有体积小的优势。只有25平方微米,比人头发还细400倍,它可以放在电脑主板的任何需要位置。

刘明表示,石墨烯光纤调制器诞生后,最重要的实现产业化,“我们的近期目标是真正实现光纤到户,最终目标要把这个调制器集成到CPU里。”


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家园 5點快半沒力吐槽萌點 水沙發先
家园 具体分析吵作

首先,这里刘明把光纤和铜线比 ---

"铜导线长距离传输速度最高可达100兆,而每个石墨烯调制器的传输速度是100G,如果把1 0个石墨烯调制器放在一起,工作在不同的波段上,相互不会干扰,传输速度可以达到1T,等于铜导线的1万倍,上网速度将比现在快1万倍"

--- 好象他们发明了光纤通信和波分复用(工作在不同的波段上的光,即WDM)一样

其次, 现有光纤通讯的激光直接调制(Direct Modulation)已经可以达到10G(廉价的2.5G DFB已经是$40/个, 高频的10G也有了).

他们还吹牛--"光学调制器5250美元一个,我们的石墨烯调制器只需要几美元。”这简直就是恶果人吵作的石墨稀的翻版.首先光学调制器在中国组装的已经是下降到$500/个零售价,加上激光也就$1千/个,EBAY掏宝上都有.这些东西的成本取决于量和工艺能否适合IC集成工艺,石墨稀和现有III-V组的工艺还根本无法匹配.

家园 我觉得你的反驳有问题

我没看Nature原文,单就这篇新闻稿说说。作者指出

现有的互联网网络传输是以铜导线为主,目前已到了瓶颈阶段。科学家们都在研究用光来传输信息,但已有的光学调制器不是成本太高,就是体积太大,还有对温度过于敏感的缺陷

作者的逻辑是,现在我们面临一个两难问题,一是铜导线传输速度不足,另外一个是现有的光学调制器成本高有缺陷。这是一个现实的工程学问题,所以他要开发一种比铜导线传输速度高,比现有光学调制器成本低体积小对温度不敏感的组件。因此,作者将其技术和铜导线相比,认为传输速度有极大提高。同时作者应当也测算了其成本,想必在文章中也会测量其体积和温度特性,证明比现有的光学调制器优越。

首先,你认为光纤和铜线的比较是没有意义的。但是,作者并没有否认现有的光纤技术相比铜线的优越性,他只是指出现有的光纤因为光学调制器的问题无法实现类似"光纤到户"这样的目标。所以现有光纤技术按他的逻辑连参与传输速率比较的资格都没有。

其次,你没有反驳其体积和温度特性这方面的性能,我们先默认这一优势是存在的。同时你的测算和作者有出入也并不奇怪,作者不需要用市面上的最低价格进行测算,他只需要用一个主流产商的报价进行测算。你的价格和作者的价格只差10倍,我不清楚光学调制器的市场是什么样的,但是按我在其他器件上的经验,我觉得在美国市场上找到一个比国内产品价格高10倍的国外产商的器件并不奇怪。按你的光学调制器价格和作者对其器件价格的测算作者的器件仍然有几百倍的价格优势,优势仍然是显著的。作者的比较是不公正的(取高价格和实验室试制价格相比较),但你的反驳也是不充分的,应当取现有光学调制器的实验室试制价格和作者数据比较,或是用现有光学调制器的市场价格和作者器件的预期市场价格比较,你试图给出作者器件的预期市场价格,但是缺乏说服力。

可以反驳的应该集中在下面几点上:1.作者的问题是没有意义的,比如铜导线现在大家都不用了,或是现有光纤组件已经没有他说的问题了;2.作者的器件无法在传输速度上显著超过铜线;3.作者的器件无法在价格、体积和温度特性上显著优于现有的光学调制器。但是你只不充分地驳斥作者在价格测算上的问题,并不能给作者扣上"炒作"的帽子

家园 刚才看了NATURE的文章---更鬼扯了

他们演示的调制速度只有1个GHZ---声称受限于其他噪音

单层石墨还是用德州的铜箔CVD方法长的再转移到Si光电路上--根本和CMOS不匹配.

家园 OMG还觉得不狗急跳墙---华裔发明“新猫” 网速快万倍

居然可以把光通讯和手机连起来了!

美国加州大学柏克莱分校劳伦斯国家实验室的华裔教授张翔(中)、助理教授王枫(右)和博士后研究员刘明(左)共同研制最先进的石墨烯光学调制器,将极大地提升上网速度。

华裔发明“新猫” 网速快万倍,就是这几个“牛人”(组图)

  信息时报综合报道 据国外媒体报道,美国加州大学柏克莱分校劳伦斯国家实验室的华裔教授张翔、助理教授王枫和博士后研究员刘明等组成的团队,共同研制出全球最小的“石墨烯光学调制器”(调制器俗称“猫”)。它比头发还要小400倍,可高速传输信号,有望将网速提高1万倍,1秒钟下载1部高清电影指日可待。

  石墨烯“遭电击”

  变身“光线开关”

  2004年,英国曼彻斯特大学物理学教授海姆和诺沃肖洛夫成功分离出石墨烯──全球最薄却最坚硬的纳米材料。刘明等人灵机一动,开始研究用石墨烯制成光学调制器。他们发现,施加不同电压,石墨烯中电子的能量(费米能级)会改变,而石墨烯是否吸收光线也会决定其费米能级。当施加充足负电压时,电子被吸出石墨烯并不再吸收光子,因此,当光子通过石墨烯时,石墨烯完全透明,“打开”光线。

  当施加某种正电压时,电子紧密包裹在一起,使它们同样无法吸收光子。研究人员发现了一个“临界点”:施加某程度的电压时,电子足以阻止光子通过,从而“关闭”光线。于是,石墨烯便有了打开或关闭光线的能力,可以充当调制器。

  网络传输极高速

  高清电影瞬间下

  在柏克莱修读博士课程的刘明表示,调制器用于调节光束开关,把电子信号转化成光学信号,传输数字信息。现有网络传输以铜导线为主,已到瓶颈阶段。科学家都在研究用光来传输信息,但现有的光学调制器不是成本太高就是体积太大,还会对温度过于敏感。该团队制造的石墨烯调制器,传输速度达1GHz,理论上可达 500GHz。当互联网达到如此高速时,可更快捷分享视频信息,个人计算机不再需要,把一部高清电影下载到手机只需1秒钟。王裳

  从数千到几美元

  最终将融入CPU

  价廉物美和体积小,是石墨烯调制器的另外两大优势。目前市场上的光学调制器5250美元(约合人民币3.4万元)一个,石墨烯调制器只需几美元;而它比头发还小400倍,可放在计算机主板任何需要的位置。刘明表示,石墨烯光纤调制器诞生后,最重要是实现产业化,“短期目标是真正光纤到户,最终是把它集成到中央处理器(CPU)中。”

家园 现在远程用铜导线的有多少?

铜导线现在恐怕只是在大楼内部用了吧。跨楼的通讯,除非没有速度要求,新铺设的肯定是光纤了。大楼内部的铜导线,10GbE已经很成熟了,GbE比白菜还便宜。

家园 "光进铜退"很长一段时间了,铜办公室/搂内部还能撑几年

办公室内部GbE用铜线有,但不是10GbE

家园 想起去年的隐身衣新闻

Tufts做材料的那几个老板也挺会炒作,想必犹太人在媒体路子广

家园 O “ YOUR”?! tetragrmmtn? 這帖

俺可以無視好了

家园 10GbE确实不多

主要还是因为需求不足。10GbE对提高突发通信速度作用不大,只对长时间大数据量传输有较好的效果。即使是大公司的数据中心也没有这么大的数据吞吐量要求。

不过10GbE价格已经很低了。我们的骨干网就是10GbE,但因为是第一代产品,所以稳定性不好(平均1个月网卡死机一次,应当是驱动程序的问题,只要把网卡禁用再开启就可以恢复了),用得反而不如GbE舒服。如果我规划新的办公室的话,就准备用10GbE骨干到屋子,GbE到桌面

家园 炒作没什么不好,炒少了

为什么要炒作,无非是为了经费。没有经费怎么做研究啊。与其把钱扔在金融房地产那些坑爹的玩意儿上,还不如拿来做科研。炒,使劲的炒,把资本家的钱全骗出来做研究,而不是给华尔街发工资才好,那才是为人类做贡献。

顺便说一句,王枫和张翔都是很不错的华人物理学家。

家园 老大,研究从基础到产品是分很多步的

比如一个搞物理的,搞出来的东西可能会有用就OK了。或两次诺奖的量子霍尔效应还p用没有呢,照样是重要结果。

家园 比给华尔街好---这我同意,但是这也太比烂了
家园 但是也要基本标准正确吧?这样把铜线和光纤比有意义吗?

还要把无线手机也加上来"科普"---简直是舞蹈了.

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