Созданы высокоэффективные наноразмерные светодиоды, которые могут обеспечить высокоскоростную передачу информации в пределах и между чипами - «Наука и технологии»

Ученые из Технологического университета Эйндховена, Нидерланды, разработали структуру нового наноразмерного светодиодного источника света, характеристики которого позволят создать на его основе высокоэффективные и высокоскоростные оптические коммуникационные каналы. Малые габариты самого светодиода и требующейся ему электронной обвязки позволят связать этими каналами отдельные функциональные участки одного чипа или несколько чипов в единую сеть.
В настоящее время металлические проводники, обеспечивающие передачу сигналов между блоками одного чипа или несколькими разными чипами, все чаще и чаще становятся узким местом, ограничивающим быстродействие создаваемых электронных устройств. Одним из наиболее перспективных видов решения данной проблемы является замена электрических проводников оптическими или фотонными коммуникационными каналами. Но препятствием к использованию оптических каналов на кристалле чипа до последнего времени являлось отсутствие малогабаритного и высокоэффективного источника света, который может без труда быть интегрирован в структуру полупроводникового кристалла.

Новый светодиодный источник света, созданный голландскими учеными, в тысячу раз более эффективен, нежели любые его предшественники. Более того, его быстродействие столь велико, что он способен обеспечить гигабитные скорости передачи информации, которых вполне достаточно для удовлетворения всех нынешних и будущих потребностей. Еще одним из ключевых новшеств является то, что структура светодиода уже объединена со световым каналом и световодом, позволяющими передавать оптический сигнал строго в необходимом направлении.

Структура нового нано-светодиода создается на кремниевом основании, покрытом тонким слоем фосфида индия. Кремний представляет собой основной вид полупроводникового материала, из которого изготавливаются кристаллы почти всех чипов, но его некоторые электронные и оптические свойства не позволяют изготавливать из него эффективные источники света. Идеальным вариантом для создания источника света является фосфид индия, из которого изготовлены собственно светоизлучающие элементы светодиода.

Малые габариты светоизлучающих элементов светодиода обеспечивают их малую инерционность и высокую тактовую частоту работы. Даже опытные образцы новых светодиодов уже могут преобразовывать электрические сигналы в оптические со скоростью в несколько гигабит в секунду. А технология массового производства новых светодиодов, которая будет разработана немного позже, позволит получать партии таких устройств, разброс параметров которых будет находиться в допустимых пределах.