作者:亚历山大·赫勒曼斯，伊斯兰法院联盟方案 埃因霍温理工大学的研究人员埃尔哈姆·法达利(左)和阿兰·迪克斯特拉(右)用他们的装置测量了六边形晶体结构的硅锗样品的光发射
学分:埃因霍温理工大学西科·范·格里肯 如果计算机使用光子而不是电子来传输数据，它们将会表现得更好，消耗更少的能量
欧洲研究人员现在正在研究一种新的硅锗发光合金，以获得光子芯片，这可能会给计算带来革命性的变化 在过去的50年里，光子，构成光的粒子，已经取代了电子在通信网络中传输数据
光信号的高带宽推动了电话系统、电视广播和互联网的巨大发展
然而，光子还没有取代计算机中的电子
在处理器芯片及其互连中使用光来传输数据将使计算机的速度大幅提高(片上和芯片间通信的速度可以提高1000倍)，同时降低它们运行所需的功率
先进的微处理器芯片可以包含数百亿个晶体管，它们的铜电互连在工作时会产生大量热量
与光子不同，电子有质量和电荷
当流经金属或半导体材料时，它们被硅和金属原子散射，导致它们振动并产生热量
因此，提供给微处理器的大部分电能都被浪费了
硅发光的挑战 今天，电子工业正准备在计算机芯片中使用硅，因为它具有优越的电子特性和可用性
它是一种好的半导体，是一种丰富的元素，并且——作为氧化硅——是玻璃和沙子的一种成分
然而，硅不太擅长处理光，因为它的晶体结构
例如，它不能产生光子或控制它们的通量来进行数据处理
研究人员研究了砷化镓和铟膦等发光材料，但它们在计算机中的应用仍然有限，因为它们与当前的硅技术集成不好
成型光子芯片:走向电子工业的革命 具有六边形晶体结构的锗硅合金纳米纤维，其可以发光并且与当前的硅半导体技术兼容
学分:埃因霍温理工大学埃尔哈姆·法达利 最近，欧洲研究人员在《自然》杂志上报道了一种创新的具有光学活性的硅锗合金
荷兰埃因霍温理工大学的物理学家乔斯·哈弗科特说:“这是第一步，我们证明了这种材料非常适合发光，而且与硅兼容
" 下一步是开发一种硅兼容激光器，它将作为光子芯片的光源集成到电子电路中
这是塞拉斯项目的最终目标，得到了欧盟场效应晶体管项目的支持
该团队由埃因霍温大学的埃里克·贝克斯领导，成员还包括来自德国耶拿大学、慕尼黑大学、奥地利林茨大学、英国牛津大学和瑞士国际商用机器公司的研究人员
为了制造这种激光器，科学家们将硅和锗结合成能够发光的六边形结构，克服了硅的缺点，硅中的原子以立方体的形式排列
这是一个困难的项目
通过在六边形锗层上沉积硅原子来诱导硅采用六边形结构的最初尝试失败了
慕尼黑技术大学的乔纳森·芬利解释说，当硅生长在平面六边形锗上时，硅顽固地拒绝改变其立方结构。他通过测量生成的硅样品的光学特性参与了这项研究
“你必须说服大自然允许这种不同寻常的硅锗生长
它喜欢立方生长，这就是它的工作，”他说
然而，多年来，埃因霍温的研究小组发展了生长纳米管的专门技术，并推断出在锗的平面上不起作用的东西可能在纳米管的曲面上起作用
这次事情解决了
“我们使用的是砷化镓纳米线，它有六边形结构
所以我们有一个六边形的茎干，我们在核周围创造了一个硅壳，它也有一个六边形的结构，”哈弗科特说
通过改变沉积在纳米管上的硅和锗的量，研究人员发现，当锗的浓度超过65%时，六边形合金能够发光
下一步是激光的演示，换句话说，确定硅锗合金如何放大和发射激光，并测量它
在硅锗能够与硅基电子器件完全集成之前，有几个悬而未决的问题需要解决，哈弗科特评论道:“首先，这些器件必须与现有技术集成，这仍然是一个障碍
“他预计未来的量子计算机将使用低成本硅基发光二极管、光纤激光器、光传感器和发光量子点等应用
总的来说，从电通信到光通信的转变将推动许多领域的创新，从用于自动驾驶的激光雷达到用于医疗诊断或实时空气污染检测的传感器
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
