Licht is energiezuiniger en een snellere manier om gegevens over te dragen dan elektriciteit. Tot nu, de snelle verzwakking van lichtsignalen in microchips heeft het gebruik van licht als bron van een informatiesignaal verhinderd.

Met internationale samenwerking, onderzoekers van Aalto University hebben nu een versterker van nanoformaat ontwikkeld om lichtsignalen te helpen zich door microchips voort te planten. In hun studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie , de onderzoekers laten zien dat signaalverzwakking aanzienlijk kan worden verminderd wanneer gegevens worden overgedragen in een microchip, bijvoorbeeld, van de ene processor naar de andere.

"Fotonica, of lichte overdracht die al veel wordt gebruikt in internetverbindingen, wordt steeds vaker gebruikt door microcircuitsystemen omdat licht een energie-efficiëntere en snellere manier is om gegevens over te dragen dan elektriciteit. De toename van informatie vereist ook een toename van de prestaties. Prestaties verbeteren via elektronische methoden wordt erg moeilijk, daarom kijken we naar fotonica voor antwoorden, ", zegt promovendus John Rönn.

Hulp van atomaire laagafzetting

De onderzoekers braken door met behulp van een Finse uitvinding:de atomaire laagdepositiemethode. Volgens de ploeg de methode is ideaal voor het verwerken van verschillende soorten microschakelingen, omdat het een belangrijke rol speelt bij de productie van de huidige microprocessors.

Tot dusver, de atomaire laagdepositiemethode is voornamelijk gebruikt in elektronische toepassingen. Echter, de onlangs vrijgegeven studie geeft aan dat er ook mogelijke toepassingen zijn in fotonica. Bij de ontwikkeling van fotonica, nieuwe componenten moeten idealiter ook met elektriciteit werken, dat wil zeggen, op het gebied van elektronica.

"Silicium is een belangrijk materiaal in de elektronica, en daarom is het ook opgenomen in onze lichtversterkers samen met het versterkingselement erbium, ' zegt Ron.

"De samengestelde halfgeleiders van vandaag, die worden gebruikt, bijvoorbeeld, op het gebied van LED-technologie, kan ook effectief worden gebruikt bij lichtversterking. Dat gezegd hebbende, de meeste samengestelde halfgeleiders zijn niet compatibel met silicium, dat is een probleem voor massaproductie."

Uit het onderzoek bleek dat een lichtsignaal potentieel versterkt kan worden in allerlei structuren en dat de structuur van een microchip niet beperkt is tot een bepaald type. De resultaten geven aan dat depositie van atomaire lagen een veelbelovende methode is voor het ontwikkelen van fotonische processen op microchips.

"Onze internationale samenwerking zorgde voor een doorbraak met één component:een versterker van nanoformaat. De versterking die we kregen was zeer significant. Maar we zullen nog meer componenten nodig hebben voordat licht elektriciteit volledig kan vervangen in systemen voor gegevensoverdracht. De eerste mogelijke toepassingen zijn in nanolasers , en bij het verzenden en versterken van gegevens, " zegt professor Zhipei Sun.