Phương pháp chuyển đổi dữ liệu từ tính sang quang học

Các nhà nghiên cứu tại đại học Iowa đã phát hiện ra một phương pháp chuyển đổi dữ liệu từ tính thành dữ liệu quang học mà không cần đến nguồn điện bên ngoài.Đây là một bước tiến lớn hướng đến những thiết bị điện toán bằng nhựa dẻo, dùng một lần và giá rẻ. Loại thiết bị này đang dần phổ biến hơn trước sự chuyển đổi của xã hội sang dạng điện toán di động và thiết bị giám sát hoạt động tự định lượng.

Các thiết bị điện toán bằng nhựa về cơ bản tương tự thiết bị bằng kim loại nhưng thay vì được chế tạo bằng các tấm wafer bán dẫn, thiết bị bằng nhựa chứa các thành phần bán dẫn hữu cơ như polymer và thành phần này được đặt trên một chất nền bằng nhựa dẻo, tạo ra các bóng bán dẫn mang hiệu ứng trường hữu cơ (OFET). OFET không sở hữu đặc điểm hiệu năng tương tự như silicon nhưng chúng đủ tốt để dùng cho các thiết bị điện tử đeo được và thiết bị di động dùng điện năng cực thấp. Một ví dụ để giúp chúng ta có thể dễ hình dung là loại màn hình OLED dùng các bán dẫn hữu cơ hiện có trên thị trường.

Mặc dù chúng ta đã thấy khả năng tính toán và logic của thiết bị điện toán bằng nhựa nhưng vẫn có một câu hỏi lớn đặt ra đối với các thiết bị này liên quan đến khả năng lưu trữ và mức tiêu thụ điện năng. OFET không hiệu quả tuyệt đối và mật độ bán dẫn hiện tại vẫn quá thấp để có thể chế tạo một thanh RAM hay một bộ nhớ NAND Flash trên chất nền nhựa. Mặc dù trên lý thuyết, vẫn có khả năng sử dụng một lá từ tính mỏng để lữu trữ dữ liệu mật độ cao giống như các phiến đĩa trong ổ cứng nhưng việc đọc dữ liệu từ tính với các bán dẫn hữu cơ là điều rất khó và tốn nhiều năng lượng. Tuy nhiên, vấn đề này đã được các nhà nghiên cứu tại Iowa tìm cách khắc phục.

Nhóm nghiên cứu đã tìm ra một cách chuyển đổi dữ liệu từ tính được lưu trên phiến từ sang dạng dữ liệu quang học được phát ra bởi một bóng đèn LED hữu cơ. Thông thường, quá trình này đòi hỏi một lượng điện năng lớn nhưng bằng việc sử dụng một hợp chất phát sáng điện từ trong đèn LED, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hoạt động chuyển đổi dữ liệu có thể được thực hiện “miễn phí”. Từ trường của các bit dữ liệu được lưu trên phiến từ đủ để kích thích OLED tạo ra photon. Về lý thuyết, bạn có thể vận chuyển dữ liệu quang học này xung quanh thiết bị điện toán nhựa bằng các giao tiếp bus. Mặc dù nhựa không phải là loại chất nền tuyệt vời để chế tạo các máy tính hiệu năng cao nhưng nó là vật liệu rất tốt để truyền dẫn dữ liệu quang học. Hầu hết các sợi quang dùng trong hệ thống mạng và âm thanh đều là nhựa.

Bộ nhớ NAND Flash bằng nhựa

“Phương pháp trên có thể giải quyết các vấn đề về bộ nhớ và giao tiếp cho các loại thiết bị điện toán tiêu thụ năng lượng thấp và giá rẻ được chế tạo bằng nhựa. Hợp chất phát sáng điện từ hữu cơ có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng, giúp chuyển đổi giữa dữ liệu từ tính và quang học”, giáo sư Markus Wohlgenannt – đồng tác giả bài báo cáo về nghiên cứu cho biết. Công nghệ có thể được áp dụng cho các thiết bị lưu trữ thông tin dung lượng lớn bằng cách khai thác giao tiếp bus quang học tốc độ cao. Đối với người tiêu dùng, công nghệ sẽ mở đường cho các thiết bị dẻo với dung lượng thấp, giá rẻ như thiết bị đeo được, màn hình cong, hay các loại cảm biến dẻo.