Физики доказали новый потенциал кремниевых чипов

Ученые открыли пути для создания более быстрых и дешевых телекоммуникаций, доказав новую связь между кремниевыми чипами и редкоземельными металлами, используемыми для передачи интернет-сигналов.

Кремний является «золотым стандартом» полупроводников, используемых в производстве компьютеров. Однако, материал не может создавать, определять и усиливать световые сигналы, передаваемые по оптоволокну. Для работы с ними, как отмечает phys.org, специалисты полагаются на редкоземельные элементы. Предполагалось, что они не вступают в оптические реакции с кремнием.

Физики университетов Салфорда и Суррея опровергли эту теорию. Ученым впервые удалось показать, как свет может генерироваться электроном, «перепрыгивающим» между кремнием и редкоземельными металлами.

«Электронную информацию с кремниевых чипов необходимо преобразовывать различными устройствами, чтобы передать по оптоволокну и вернуть в исходное состояние. Если первый процесс можно будет проводить прямо на микросхеме, удалось бы упорядочить передачу информации», — объяснил доктор Марк Хьюз – преподаватель физики в университете Салфорда.

«Это называется фактором тоннеля под Ла-Маншем. Вместо того, чтобы пересаживаться с поезда на паром и обратно на поезд, можно ехать только по железной дороге. Это – серьезный прорыв в путешествиях».

Редкоземельные металлы выдают цвета специфических цветов, а кремний вообще не имеет подобного эффекта. Однако, когда исследователи имплантировали в материал церий, европий и иттебрий, ситуация изменилась. Модернизированный кремний не только выдавал оптические сигналы, но и длина их волн подходила для передачи по оптоволокну. Этот сдвиг показал, что, возможно, существует «переход» электронов из кремния в другие элементы.

Ученые также создали высокопроизводительные светодиоды и оптические датчики, используя полученную технологию комбинирования материалов. Эти устройства способны производить и определять телекоммуникационные длины световых волн с помощью кремния. В скором времени доктор Хьюз надеется на практике продемонстрировать преобразование электрических и оптических сигналов в кремниевых чипах будущего.