Un grupo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong; la Universidad de California, Santa Bárbara; Sandia National Laboratories y la Universidad de Harvard pudieron fabricar diminutos láseres directamente en silicio, un gran avance para la industria de semiconductores y mucho más..
Durante más de 30 años, la red cristalina del silicio y de los materiales láser típicos no pudieron coincidir, lo que hizo imposible la integración de los dos materiales, hasta ahora.
como informa el grupo Letras de física aplicada , de AIP Publishing, la integración de cavidades de sublongitud de onda, los bloques de construcción esenciales de sus diminutos láseres, en el silicio les permitió crear y demostrar elementos emisores de luz de alta densidad en el chip.
Para hacer esto, primero tuvieron que resolver los defectos de la red cristalina de silicio hasta un punto en el que las cavidades fueran esencialmente equivalentes a las que crecían en sustratos de arseniuro de galio GaAs con celosía. Los nanopatrones creados en silicio para confinar los defectos hicieron que elLa plantilla de GaAs en silicio casi libre de defectos y el confinamiento cuántico de electrones dentro de los puntos cuánticos cultivados en esta plantilla hizo posible el láser.
El grupo pudo utilizar el bombeo óptico, un proceso en el que la luz, en lugar de la corriente eléctrica, "bombea" electrones desde un nivel de energía más bajo en un átomo o molécula a un nivel más alto, para demostrar que los dispositivos funcionan como láseres..
"Poner láseres en microprocesadores aumenta sus capacidades y les permite funcionar a potencias mucho más bajas, lo que es un gran paso hacia la integración de la fotónica y la electrónica en la plataforma de silicio", dijo el profesor Kei May Lau, Departamento de Ingeniería Electrónica e Informática de HongUniversidad de Ciencia y Tecnología de Kong.
Tradicionalmente, los láseres utilizados para aplicaciones comerciales son bastante grandes, generalmente de 1 mm x 1 mm. Los láseres más pequeños tienden a sufrir una gran pérdida de espejo.
Pero los científicos pudieron superar este problema con "diminutos láseres susurrantes en modo galería, de solo 1 micra de diámetro, que son 1,000 veces más cortos en longitud y 1 millón de veces más pequeños en área que los que se usan actualmente", dijo Lau..
Los láseres en modo galería susurrante se consideran una fuente de luz extremadamente atractiva para comunicaciones ópticas en chip, procesamiento de datos y aplicaciones de detección química.
"Nuestros láseres tienen un umbral muy bajo y coinciden con los tamaños necesarios para integrarlos en un microprocesador", señaló Lau. "Y estos diminutos láseres de alto rendimiento se pueden cultivar directamente en obleas de silicio, que es lo que la mayoría de los circuitos integrados semiconductoreschips se fabrican con. "
En términos de aplicaciones, los diminutos láseres de silicio del grupo son ideales para comunicaciones de datos de alta velocidad.
"La fotónica es el método más rentable y con mayor eficiencia energética para transmitir grandes volúmenes de datos a largas distancias. Hasta ahora, las fuentes de luz láser para tales aplicaciones estaban 'fuera de chip' - faltaban - en el componente", Lau"Nuestro trabajo permite la integración en chip de láseres, un componente [indispensable], con otros microprocesadores y fotónicos de silicio".
Los investigadores esperan que esta tecnología surja en el mercado dentro de 10 años.
A continuación, el grupo está "trabajando en láseres bombeados eléctricamente utilizando tecnología microelectrónica estándar", dijo Lau.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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