效率高1000倍的納米LED打開了更快速微芯片的大門
[據固態技術網站2017年1月13日報道] 微芯片內/間的電子數據連接日益成為全數據業務指數增長的瓶頸。光學連接是顯然的后繼者,但是光學數據傳輸需要充足的納米級光源,但這一直是缺乏的。艾恩德霍芬理工大學(TU / e)的科學家們現在已經創造了一個具有恰當特性的光源:納米LED,其效率比上一代產品高1000倍,并且能夠處理每秒千兆比特數據速率。他們在自然通訊在線期刊上發表了研究結果。
隨著電纜達到其極限,諸如玻璃纖維的光學連接越來越成為數據通信的標準。在更長的距離上,幾乎所有的數據傳輸都是光學傳輸。在計算機系統和微芯片中,數據通信呈指數增長,但仍然是電子通信,日益成為瓶頸。由于這些電氣連接(互連)耗能占芯片消耗的大部分能量,上許多科學家正在致力于實現光學(光子)互連。至關重要的是能夠將數據轉換為光信號的光源,光信號必須足夠小以適合微芯片的微觀結構。同時,輸出能力和效率必須良好。特別的,效率是目前面臨的一個挑戰,因為由納瓦或微瓦供電的小光源迄今為止效率非常低。
TU/e的研究人員現在開發了一種具有幾百納米的發光二極管(LED),其具有用于傳輸光信號的集成光通道(波導)。這種集成的納米LED的效率比其他地方開發的好的同類產品高1000倍。TU/e研究人員特別在光源和波導的集成耦合質量方面取得了進步,從而損失更少的光,并使更多的光進入波導。目前,新研發的納米LED效率在0.01%和1%之間,但研究人員希望很快采用一種新的生產方法高于這個數字。
新納米LED的另一個關鍵特性是被集成到磷化銦膜上的硅襯底中。硅是微芯片的基本材料,但不適合于光源,而磷化銦適合于光源。此外,測試顯示,新元件將電信號快速轉換為光信號,并且可以處理每秒幾千兆位的數據速度。
TU/e的研究人員認為,他們的納米LED是一個可行的解決方案,將克服阻止芯片上數據流量增長的瓶頸。但是,他們對前景持謹慎態度。該技術發展尚未處于可以被工業利用的階段,所需的生產技術還沒有成功。(工業和信息化部電子科學技術情報研究所 張慧)
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隨著電纜達到其極限,諸如玻璃纖維的光學連接越來越成為數據通信的標準。在更長的距離上,幾乎所有的數據傳輸都是光學傳輸。在計算機系統和微芯片中,數據通信呈指數增長,但仍然是電子通信,日益成為瓶頸。由于這些電氣連接(互連)耗能占芯片消耗的大部分能量,上許多科學家正在致力于實現光學(光子)互連。至關重要的是能夠將數據轉換為光信號的光源,光信號必須足夠小以適合微芯片的微觀結構。同時,輸出能力和效率必須良好。特別的,效率是目前面臨的一個挑戰,因為由納瓦或微瓦供電的小光源迄今為止效率非常低。
TU/e的研究人員現在開發了一種具有幾百納米的發光二極管(LED),其具有用于傳輸光信號的集成光通道(波導)。這種集成的納米LED的效率比其他地方開發的好的同類產品高1000倍。TU/e研究人員特別在光源和波導的集成耦合質量方面取得了進步,從而損失更少的光,并使更多的光進入波導。目前,新研發的納米LED效率在0.01%和1%之間,但研究人員希望很快采用一種新的生產方法高于這個數字。
新納米LED的另一個關鍵特性是被集成到磷化銦膜上的硅襯底中。硅是微芯片的基本材料,但不適合于光源,而磷化銦適合于光源。此外,測試顯示,新元件將電信號快速轉換為光信號,并且可以處理每秒幾千兆位的數據速度。
TU/e的研究人員認為,他們的納米LED是一個可行的解決方案,將克服阻止芯片上數據流量增長的瓶頸。但是,他們對前景持謹慎態度。該技術發展尚未處于可以被工業利用的階段,所需的生產技術還沒有成功。(工業和信息化部電子科學技術情報研究所 張慧)
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