據媒體報道，現代電腦在許多方面受到其能源消耗和製冷要求的限制。其中一些來自執行計算的過程。但是，通常來說，大多數能源使用來自於將數據簡單地轉移到準備執行計算的程度。存儲器，存儲器，數據傳輸系統以及更多的功能都可以產生功率消耗，通常最終使用比處理器本身更多的功率。

基於光的通信提供降低功耗同時提高連接速度的可能性。在大多數情況下，設計側重於單個外部激光器供應光的情況，光被分割並發送到需要它的系統的部分。但是自然納米技術中的一篇新文章提出了一種替代可能性：芯片本身的單個光源。為了證明這種可能性，該團隊將兩個原子厚的LED放在一起，並將其與硅芯片集成。更好的是，相同的材料可以充當光電檢測器，提供使用單個過程構建所有所需硬件的方法。

原子

工作依賴於兩種不同的原子薄材料。這些材料由彼此化學連接的平坦原子片組成。雖然他們的研究開創了使用石墨烯，一片碳原子，他們開發了各種其他具有相似結構的材料。這裡使用的材料是二碲化鉬（MoTe2），半導體和六方氮化硼。

通常，LED需要p型和n型半導體之間的結;當電子從一個移動到另一個時，發射光。對於許多材料，您可以通過在半導體中摻雜少量特定原子來控制它們是p還是n。但是當半導體只有一個原子厚的時候，就像MoTe2一樣，這不行。即使具有兩層MoTe2（作者說第二層改進了性能），摻雜也不會在這個特定的設備中工作。

相反，研究人員將氮化硼絕緣體的一層放置在MoTe2的頂部（也保護MoTe2不被氧化）。最重要的是，它們放置一層載流電石墨，分成兩個電極。這些電極中的電荷的存在將在半導體中靜電誘導p型或n型摻雜的等價物。

這將LED的所有部分放在適當位置。為了把它變成一個有用的裝置，作者將這一切放在了通過在其中鑽一個仔細間隔的一系列孔所準備的矽上。這些孔的間距將矽轉換成用於紅外波長的光子晶體，能夠將光導入或導出MoTe2。光子晶體也彎曲光線，使得當LED位於其頂部時，光沿著裝置的平面行進。以2.3微安的電流，LED按預期運行，產生大約1,175納米的光，將其置於近紅外（使用顯微鏡檢測光）。

據悉，作者還將設備反轉成光電探測器。如果他們將正確波長的激光導向器件，則它們能夠引起電流在器件頂部的兩個電極之間流動。弱激光（20微瓦，少於大多數激光指針）能夠誘導2.5納秒的電流流過器件。

雖然這一切都是令人印象深刻的，但是它不是解決研究人員在文章介紹中要解決的問題：如何使光通信工作在芯片上。作為光電檢測器，外部量子效率估計僅為0.5％，這意味著您必鬚髮送大量的光以使其註冊。而作為LED，這不會產生大量的光。

作者談到如何將這些LED串聯起來可以讓他們創造一個光泵浦激光器。但是在這一點上，您正在談論的複雜性和功耗的顯著增加。所以，您可以把這一點作為一個令人印象深刻的演示，說明如何將原子薄的材料與標準的矽工藝相結合。但它將需要一些額外的工作，才能成為計算的一個選擇。

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