Микроскопические лазеры прямо в кремниевом чипе

Фотоэлектронные схемы – будущее современной электроники. По крайней мере, так считают многие светила науки. Объединить пучки электронов с фотонами света значит создать более быстродействующие электрические цепи, а следовательно и более производительные вычислительные модули, из которых будут созданы суперкомпьютеры. И это не просто голословные высказывания. В области фотоники давно уже ведутся основательные исследования и не редко появляются весомые их результаты. Одним из таких можно считать новую разработку интернациональной команды ученых.

Исследователи из Гонконгского университета науки и технологии, Университета Калифорнии и Гарвардского университета нашли способ, как создавать полупроводниковые лазеры прямо в кристалле кремния. То есть их не надо будет туда интегрировать при создании новой фотоэлектронной интегральной схемы, так как лазер будет создаваться на этапе производства самого чипа, точно так же, как и резисторы, транзисторы и другие дискретные электронные компоненты.

В процессе работы ученым пришлось столкнуться с одной существенной проблемой – присутствием в кристалле кремния природных дефектов. При создании обычной микросхемы они в принципе не оказывали существенного негативного влияния, но в случае с лазерами требования к кристаллу сильно поднялись. Решение этой задачи оказалось не таким уж и сложным. Просто пришлось переработать технологию производства дискретных элементов на кристалле. Ученые сделали нано-модель лазера путем травления непосредственно на кристалле кремния. В результате этого количество дефектных областей и их размер в конечном элементе существенно сократились.

Новые нанолазеры получились достаточно маленькими (1 мкм в диаметре), чтобы их можно было интегрировать в микрочип. Исследователи надеются, что их технология будет востребована уже в ближайшее время, например при производстве систем высокоскоростной передачи данных. В будущем же из таких лазеров можно будет создавать микрочипы для высокоскоростных суперкомпьютеров.

Источник информации: AIP Publishing (www.aip.org)