Наноразмерный усилитель световых сигналов

Международная команда исследователей значительно улучшила передачу данных внутри микрочипа. Свет - это более энергоэффективный и быстрый способ передачи данных, чем электричество. До настоящего времени быстрое затухание световых сигналов в микрочипах не позволяло использовать свет в качестве источника информационного сигнала.

Благодаря международному сотрудничеству исследователи из Университета Аалто в настоящее время разработали наноразмерный усилитель, который помогает световым сигналам распространяться через микрочипы. В своей статье, опубликованной в Nature Communications, исследователи показывают, что ослабление сигнала может быть значительно снижено, когда данные передаются внутри микросхемы, например, от одного процессора другому.

«Фотоника, или передача света, которая уже широко используется в интернет-соединениях, все чаще находит применение в микросхемах, потому что свет - это более энергоэффективный и быстрый способ передачи данных, чем электричество. Увеличение объема данных также требует увеличения производительности. Повышение эффективности с помощью электронных методов становится очень трудным делом, поэтому мы ищем ответы на вопрос в фотонике», - говорит кандидат в доктора Джон Ренн (John Rönn).

Исследователи сделали свой прорыв с помощью финского изобретения: метода осаждения атомного слоя. По мнению команды, этот метод идеально подходит для обработки микросхем различного типа, так как он играет важную роль в производстве современных микропроцессоров.

До настоящего времени метод осаждения атомного слоя использовался главным образом в электронных приложениях. Тем не менее, недавно опубликованные исследования показывают, что возможные применения также существуют в фотонике. При разработке фотоники новые компоненты также должны идеально работать с электричеством, то есть в электронике.

«Кремний является ключевым материалом в электронике, и поэтому он также включен в наши усилители света вместе с эрбиевым элементом усиления, - говорит Ренн. - Современные сложные полупроводники, которые используются, например, в светодиодной технологии, также могут эффективно использоваться для усиления света. При этом большинство составных полупроводников не совместимы с кремнием, что является проблемой для массового производства».

Исследование показало, что световой сигнал может потенциально усиливаться во всех видах структур и что структура микрочипа не ограничена конкретным типом. Результаты показывают, что осаждение атомного слоя является перспективным методом развития фотонных процессов на микрочипе.

«Наше международное сотрудничество сделало прорыв с одним компонентом - наноразмерным усилителем. Усиление, которое мы получили, было очень значительным. Но нам все еще понадобится больше компонентов, прежде чем свет сможет полностью заменить электричество в системах передачи данных. Первые возможные применения в нанолазерах, а также в отсылке и усилении данных», - говорит профессор Чжипей Сан (Zhipei Sun).

Исследователи сделали свой прорыв с помощью финского изобретения - метода нанесения атомного слоя

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365