Rosyjskim naukowcom udało się „zaprzyjaźnić” światło z krzemem, przybliżając o krok erę mikroelektroniki nowej generacji

Grupa rosyjskich fizyków opracowała nową metodę wytwarzania silnych źródeł fotonów na krzemie. W przyszłości odkrycie to może umożliwić przeorientowanie pracy chipów z prądu na fotony, a szybkość działania takich obwodów zrówna się z prędkością „światła” przy absolutnie minimalnym nagrzewaniu się chipów.

Wewnętrzna struktura warstwy kryształu fotonicznego krzemu. Źródło obrazu: Skoltech

Krzem i jego uszlachetnienie

Jak wiadomo, w normalnych warunkach krzem (obecnie główny materiał do produkcji chipów i półprzewodników) raczej niechętnie pochłania i emituje fotony.

Jednocześnie w nowoczesnych produktach gęstość ułożenia pierwiastków w krysztale jest tak duża, że ​​ciepło uwalniane podczas przepływu prądu w czas pracy żetonów już dość poważnie zakłóca wzrost wydajności mikroukładów, a także prowokuje szereg innych powiązanych problemy.

Dlatego przejście na transmisję strumieni danych za pomocą fotonów jest w stanie zasadniczo rozwiązać ten problem, ale nikt jeszcze nie zaproponował akceptowalnych rozwiązań technologicznych w tym kierunku.

Rosyjskim naukowcom udało się „zaprzyjaźnić” między krzemem a fotonami i tak to zrobili.

Udany eksperyment naukowców

Inżynierowie zdecydowali się na wprowadzenie nanokropek germanu w strukturę krzemu i, co najważniejsze, udało im się również stworzyć specjalny kryształ fotoniczny bezpośrednio na powierzchni krzemu.

Pierwotny pomysł polegał na tym, że kryształ fotoniczny utworzy rezonator w pobliżu nanokropka i w ten sposób zadziała wielokrotny wzmacniacz strumienia fotonów emitowanych przez ten punkt, a to powinno wystarczyć do funkcjonowania elektroniczne obwody.

Według komunikatu prasowego na portalu Skoltech idea stanów połączonych w kontinuum została zaczerpnięta z mechaniki kwantowej.

W tym przypadku uwięzienie fotonów w rejonie rezonatora jest możliwe dzięki temu, że symetria pola elektromagnetycznego w samym rezonatorze nie pokrywa się z symetrią fal elektromagnetycznych przestrzeni zewnętrznej.

Tak więc w trakcie kolejnego eksperymentu naukowcy osiągnęli wzrost intensywności blasku prawie sto razy, a to otwiera jeden z możliwych sposobów przejścia na kompatybilność z CMOS obwody optoelektroniczne.

Naukowcy udostępnili wyniki eksperymentu na łamach portalu Laser and Photonics Reviews.

Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału.

Dziękuję za uwagę.