Gennembrud inden for fotonik - datatransmitterende lyssignal får strømforøgelse fra forstærker i nanostørrelse

Lys er mere energieffektivt og en hurtigere måde at overføre data på end elektricitet. Indtil nu, den hurtige dæmpning af lyssignaler i mikrochips har forhindret brugen af ​​lys som kilde til et informationssignal.

Med internationalt samarbejde, forskere ved Aalto Universitet har nu udviklet en forstærker i nanostørrelse, der hjælper lyssignaler med at forplante sig gennem mikrochips. I deres undersøgelse offentliggjort i Naturkommunikation , forskerne viser, at signaldæmpning kan reduceres betydeligt, når data overføres inde i en mikrochip, for eksempel, fra en processor til en anden.

"Fotonik, eller lysoverførsel, der allerede er meget brugt i internetforbindelser, bliver i stigende grad brugt af mikrokredsløbssystemer, fordi lys er en mere energieffektiv og hurtigere måde at overføre data på end elektricitet. Stigningen i information kræver også en stigning i ydeevnen. At øge ydeevnen ved hjælp af elektroniske metoder bliver meget vanskeligt, Derfor søger vi mod fotonik for at få svar, " siger doktorkandidat John Rönn.

Hjælp fra atomlagsaflejring

Forskerne fik deres gennembrud ved hjælp af en finsk opfindelse:atomlagsaflejringsmetoden. Ifølge holdet, metoden er ideel til behandling af forskellige slags mikrokredsløb, da det spiller en vigtig rolle i fremstillingen af ​​nutidens mikroprocessorer.

Indtil nu, atomlagsaflejringsmetoden er hovedsageligt blevet brugt i elektroniske applikationer. Imidlertid, den nyligt udgivne undersøgelse indikerer, at der også findes mulige anvendelser inden for fotonik. I udviklingen af ​​fotonik, nye komponenter skal også ideelt set arbejde med elektricitet – dvs. i elektronik.

"Silicon er et nøglemateriale inden for elektronik, og derfor er den også inkluderet i vores lysforstærkere sammen med forstærkningselementet erbium, " siger Rönn.

"Dagens sammensatte halvledere, som bruges, for eksempel, inden for LED-teknologi, kan også bruges effektivt i lysforstærkning. Når det er sagt, de fleste sammensatte halvledere er ikke kompatible med silicium, hvilket er et problem for masseproduktion."

Undersøgelsen viste, at et lyssignal potentielt kan boostes i alle slags strukturer, og at strukturen af ​​en mikrochip ikke er begrænset til en bestemt type. Resultaterne indikerer, at atomlagsaflejring er en lovende metode til udvikling af fotoniske processer i mikrochips.

"Vores internationale samarbejde fik et gennembrud med én komponent:en forstærker i nanostørrelse. Den forstærkning, vi fik, var meget betydelig. Men vi skal stadig bruge flere komponenter, før lys fuldstændigt kan erstatte elektricitet i dataoverførselssystemer. De første mulige anvendelser er i nanolasere , og ved at sende og forstærke data, " siger professor Zhipei Sun.