TU/e

Lichtgevend zand is al decennialang een soort ‘heilige graal’ in de micro-elektronica-industrie. Het oplossen van dit dilemma zou een revolutie teweeg kunnen brengen in het computergebruik, omdat dan chips sneller dan ooit zijn. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven zijn daar nu in geslaagd. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature

Ze hebben een legering met silicium (zand) ontwikkeld die licht kan uitstralen. Het team begint nu met het maken van een ‘siliciumlaser’ die in de huidige chips kan worden geïntegreerd. Elk jaar gebruiken en produceren we aanzienlijk meer gegevens. Maar onze huidige technologie, gebaseerd op elektronische chips, bereikt haar plafond. De beperkende factor is warmte, als gevolg van de weerstand die de elektronen ervaren wanneer ze door de koperlijnen reizen die de vele transistors op een chip verbinden. Als we elk jaar meer en meer gegevens willen blijven overdragen, hebben we een nieuwe techniek nodig die geen warmte produceert. Een mogelijke oplossing is ‘fotonica’, waarbij fotonen (lichtdeeltjes) gebruikt voor gegevensoverdracht.

In tegenstelling tot elektronen ervaren fotonen geen weerstand. Omdat ze geen massa of lading hebben, zullen ze zich minder verspreiden in het materiaal waar ze doorheen reizen en daarom is er geen warmteproductie. Bovendien, door elektrische communicatie binnen een chip te vervangen door optische communicatie, kan de snelheid van on-chip en chip-to-chip-communicatie met een factor 1.000 omhoog. Datacenters zouden hier het meest baat bij hebben, met snellere gegevensoverdracht en minder energieverbruik voor hun koelsysteem. Maar deze ‘lichtchips’ brengen ook nieuwe toepassingen binnen handbereik. Denk aan laser gebaseerde radar voor zelfrijdende auto’s en chemische sensoren voor medische diagnose of voor het meten van lucht- en voedselkwaliteit.

Om een ​​silicium-compatibele laser te maken, moesten wetenschappers een vorm van silicium produceren die licht kan uitstralen. Dat is precies waar onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU / e) nu in zijn geslaagd. Samen met onderzoekers van de universiteiten van Jena, Linz en München combineerden ze silicium en germanium in een zeshoekige structuur die licht kan uitstralen. Een doorbraak na 50 jaar werk.

Nu een siliciumlaser maken is een kwestie van tijd, denkt Bakkers. “Inmiddels hebben we optische eigenschappen gerealiseerd die bijna vergelijkbaar zijn met indiumfosfide en galliumarsenide, en de materiaalkwaliteit sterk verbetert. Als alles goed verloopt, kunnen we nog dit jaar een laser op siliciumbasis maken.”

Bron: Nature / TU Eindhoven
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2150-y

Doneer
Als je dit artikel waardeert en dat wilt laten blijken met een kleine bijdrage, doneer dan via onderstaande Paypal-button:

Geef een reactie

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap