2005年2月25日
应用物理学家加州理工学院的已经发明了一种发光晶体管可能绕过的一个主要瓶颈,降低电子线路。新设备可以为芯片上光学互连铺平道路,使两大现代技术的婚姻——基于光子的传播,通信和计算与硅设备驱动的电流。成功的光互连技术将允许信息移动在一个硅芯片以光速在创建明显更少的热量,导致显著更快的电脑。
报告在最新一期的《自然材料》,加州理工学院的研究生在应用物理罗伯·沃尔特斯和他的指导教师,教授哈利阿特沃特欧洲杯足球竞彩,描述他们的成功构建纳米光子装置,采用新方法将电子信号转化为光脉冲。
“这是很难结合硅基集成电路和光学设备,”沃尔特斯说,是谁发明的设备和自然材料的论文第一作者。欧洲杯足球竞彩“我们的新设备带给我们更近一步的硅光源,可能最终导致芯片上的光学互联所需的发光设备。”
设备沃尔特斯发明了包含的核心一个微小的球形珠称为纳米晶体硅吸收一个电子和一个正电荷载体称为“洞”。Inside this nanocrystal, the electron and the hole can be combined to release energy as a photon of near-infrared light that shines out of the transparent side of the bead. In effect, this pulse of light, when launched into a waveguide, takes the place of an electrical signal traveling down a wire in a chip, increasing the speed of data transmission. The bead is literally a nanocrystal, because its diameter is only about three or four nanometers.
那么小珠,事实上,它的维度是负责发出的光的波长,由于量子效应。珠子的大小可以用来“曲调”光子的频率,略小珠散发出略高的光子能量和更大的珠子,较低的能量。一个纳米晶体吸收一个电子和洞,放出一个光子,也可以用于未来的单光子技术,阿特沃特说。
“最终,纳米晶体的光子将在一个完整的光电探测器,光子集成电路,”阿特沃特说。“可见的显示设备也可能是有用的。然而,这仍然是基础研究和发展。我们还没有集成波导检测的设备;但原则上,它会工作。”
这个新设备不同于现有硅发光二极管和其它纳米晶体结构没有一个恒定的光发射所需的驱动电流。新方法,基于field-driven载体注入,可能比现有技术更有效。
“当前外部功率效率记录领导的硅基大约是1%,”阿特沃特说。“我们希望我们的新设备将允许记录大幅提高。”
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