Кремний является полупроводником «золотого стандарта» в основе компьютерной индустрии, но ему не хватает способности производить, обнаруживать и усиливать световые сигналы, которые посылаются по оптическому волокну. Для усиления этих световых сигналов мы полагаемся на редкоземельные элементы, которые, как считалось, не взаимодействуют оптически с кремнием.
Однако физики из Салфордского и Суррейского университетов сделали новое открытие, впервые показав, что свет может генерироваться электроном, «прыгающим» непосредственно между кремнием и редкоземельными элементами.
"Электронные данные в кремниевых микросхемах необходимо преобразовать в свет, чтобы отправить по оптическому волокну, а затем обратно в электронные данные с помощью отдельных устройств. Если преобразование между электронными и световыми сигналами может происходить на кремниевом чипе, это упростит способ передачи данных по миру », — объясняет доктор Марк Хьюз, преподаватель физики в Университете Салфорда.
‘Коэффициент туннелирования под Ла-Маншем’
"Это фактор туннеля под Ла-Маншем. Вместо того, чтобы переходить с поезда на паром, а затем обратно на поезд, у вас будет одна поездка на поезде. Это был бы большой шаг вперед."
Редкоземельные элементы обычно излучают свет очень определенных цветов или «длин волн», а кремний обычно не излучает никакого света.
Однако физики имплантировали в кремний редкоземельные элементы церий, европий и иттербий и обнаружили, что он не только излучает свет, но и длины волн, излучаемые редкоземельными элементами, были сдвинуты на те, которые можно использовать в оптическом волокне. Сдвиг длины волны показал, что должен был произойти скачок или «переход» электрона от кремния к другим элементам.
Исследователи также создали высокоэффективные светоизлучающие диоды (СИД) и оптические детекторы, используя кремниевую технологию, имплантированную редкоземельными элементами.
Эти устройства могут генерировать и обнаруживать телекоммуникационный свет с длиной волны, используя кремний.
Доктор Хьюз добавил: «Короче говоря, мы уже сделали первый шаг в демонстрации преобразования электронных и световых сигналов, которые могут создать будущий кремниевый чип."