Russischen Wissenschaftlern ist es gelungen, mit Silizium "Freunde" des Lichts zu machen und die Ära der Mikroelektronik der neuen Generation einen Schritt näher zu bringen
Eine Gruppe russischer Physiker hat eine neue Methode entwickelt, um leistungsstarke Photonenquellen auf Silizium herzustellen. In Zukunft kann diese Entdeckung es ermöglichen, den Betrieb von Chips von Strom auf Photonen umzuorientieren, während die Betriebsgeschwindigkeit solcher Schaltungen bei absolut minimaler Erwärmung der Chips der "Lichtgeschwindigkeit" entspricht.
Silizium und seine Veredelung
Wie Sie wissen, absorbiert und emittiert Silizium unter Standardbedingungen (derzeit das Hauptmaterial für die Herstellung von Chips und Halbleitern) Photonen eher ungern.
Gleichzeitig ist bei modernen Produkten die Dichte der Anordnung der Elemente im Kristall so hoch, dass die beim Stromdurchgang freigesetzte Wärme in die Betriebszeit der Chips stört die Leistungssteigerung der Mikroschaltungen bereits sehr stark und provoziert auch eine Reihe anderer verwandter Probleme.
Daher ist der Übergang zur Übertragung von Datenströmen mit Photonen durchaus in der Lage, dieses Problem grundsätzlich zu lösen, aber bisher hat noch niemand akzeptable technologische Lösungen in diese Richtung vorgeschlagen.
Russische Wissenschaftler hingegen haben es geschafft, sich zwischen Silizium und Photonen "anzufreunden", und so haben sie es geschafft.
Erfolgreiches Experiment von Wissenschaftlern
Die Ingenieure entschieden sich, Germanium-Nanodots in die Siliziumstruktur einzubringen und vor allem gelang es den Ingenieuren auch, einen speziellen photonischen Kristall direkt auf der Siliziumoberfläche zu erzeugen.
Die ursprüngliche Idee war, dass ein photonischer Kristall in der Nähe eines Nanopunkts einen Resonator bildet und somit agiert mehrfacher Verstärker des von diesem Punkt emittierten Photonenflusses, und das sollte für die Funktion völlig ausreichen elektronische Schaltkreise.
Laut einer Pressemitteilung auf dem Skoltech-Portal wurde die Idee der miteinander verbundenen Zustände in einem Kontinuum aus der Quantenmechanik übernommen.
In diesem Fall ist der Einschluss von Photonen im Bereich des Resonators dadurch möglich, dass die Symmetrie des elektromagnetischen Feldes im Resonator selbst nicht mit der Symmetrie der elektromagnetischen Wellen des Außenraums übereinstimmt.
So ist es Wissenschaftlern in einem weiteren Experiment gelungen, die Intensität des Leuchtens zu steigern fast hundert Mal, und dies eröffnet eine der Möglichkeiten, auf CMOS-kompatibel umzusteigen optoelektronische Schaltungen.
Die Wissenschaftler teilten die Ergebnisse des Experiments auf den Seiten des Portals Laser and Photonics Reviews mit.
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