Ruským vedcom sa podarilo „spriateliť sa“ so svetlom s kremíkom, čím sa éra mikroelektroniky novej generácie opäť priblížila

Skupina ruských fyzikov vyvinula novú metódu výroby silných zdrojov fotónov na kremíku. Tento objav môže v budúcnosti umožniť preorientovať činnosť čipov z prúdu na fotóny, pričom rýchlosť prevádzky takýchto obvodov sa bude rovnať rýchlosti „svetla“ s absolútne minimálnym zahrievaním čipov.

Vnútorná štruktúra vrstvy kremíkových fotonických kryštálov. Zdroj obrázku: Skoltech

Kremík a jeho zušľachťovanie

Ako viete, kremík (v súčasnosti hlavný materiál na výrobu čipov a polovodičov) za štandardných podmienok absorbuje a emituje fotóny pomerne neochotne.

Súčasne je v moderných výrobkoch hustota usporiadania prvkov v kryštáli taká vysoká, že teplo uvoľňované počas prechodu prúdu v prevádzkový čas čipov už celkom vážne narúša zvýšenie výkonu mikroobvodov a tiež vyvoláva veľa ďalších súvisiacich problémy.

Preto je prechod na prenos dátových tokov pomocou fotónov celkom schopný tento problém zásadne vyriešiť, ale nikto v tomto smere zatiaľ nenavrhol prijateľné technologické riešenia.

Ruským vedcom sa podarilo „skamarátiť“ medzi kremíkom a fotónmi a takto to urobili.

Úspešný experiment vedcov

Inžinieri sa rozhodli zaviesť do kremíkovej štruktúry germániové nanodoty a čo je najdôležitejšie, inžinierom sa tiež podarilo vytvoriť špeciálny fotonický kryštál priamo na povrchu kremíka.

Pôvodná myšlienka bola, že fotonický kryštál vytvorí v blízkosti nanodotov rezonátor a bude tak pôsobiť viacnásobný zosilňovač toku fotónov emitovaných týmto bodom, a to by malo na fungovanie celkom stačiť elektronické obvody.

Podľa tlačovej správy na portáli Skoltech bola myšlienka prepojených stavov v kontinuu prevzatá z kvantovej mechaniky.

V tomto prípade je obmedzenie fotónov v oblasti rezonátora možné kvôli skutočnosti, že symetria elektromagnetického poľa v samotnom rezonátore sa nezhoduje so symetriou elektromagnetických vĺn vonkajšieho priestoru.

V priebehu ďalšieho experimentu vedci teda dosiahli zvýšenie intenzity žiary takmer stokrát, a tým sa otvára jeden z možných spôsobov, ako prejsť na kompatibilný s CMOS optoelektronické obvody.

O výsledky experimentu sa vedci podelili na stránkach portálu Laser and Photonics Reviews.

Páčil sa vám materiál? Potom ho ohodnoťte a nezabudnite sa prihlásiť na odber kanála.

Ďakujem za pozornosť.