Созданы высокоэффективные наноразмерные светодиоды, которые могут обеспечить высокоскоростную передачу информации в пределах и между чипами
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.
TLDR
В 2020-х мы станем свидетелями бума оптических компьютеров
#физика #технология #электроника #оптика
https://phys.org/news/2017-02-efficient-nano-led-door-faster-microchips.html
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.
TLDR
В 2020-х мы станем свидетелями бума оптических компьютеров
#физика #технология #электроника #оптика
https://phys.org/news/2017-02-efficient-nano-led-door-faster-microchips.html
phys.org
More efficient nano-LED opens door to faster microchips
The electronic data connections within and between microchips are increasingly becoming a bottleneck in the exponential growth of data traffic worldwide. Optical connections are the obvious successors ...
Исследователи из Барселонского университета, работающие в группе Исмаэля Диеса-Переса (Ismael Díez-Pérez), смогли продемонстрировать, что одна молекула нонадиина-1,8 на кремниевой подложке работает как диод. Эта молекула состоит всего лишь из девяти атомов углерода и двенадцати атомов водорода (С9Н12). Таким образом, созданный диод очень маленький даже по меркам молекулярной электроники.
Дииновый молекулярный диод закрепляется на частично гидрированной — содержащей связи Si–H — поверхности кремния. Происходит это в результате инициируемой ультрафиолетовым излучением реакции гидросилилирования — присоединения связи Si–H к кратной связи на одном из концов молекулы нонадиина. (Эта реакция протекает аналогично изучаемым в школе реакциям присоединения водорода Н–Н или хлороводорода H–Cl к двойным или тройным связям.) Вторая тройная связь — на другом конце молекулы диина — остается свободной для возможности электрического контакта с внешними электронами. Это и позволяет исходно симметричной молекуле вести себя по-разному с электронами, движущимися в противополжных направлениях — к подложке или от нее.
Для проверки работы диода исследователи разработали особую методологию эксперимента, которую они назвали «мерцающее тестирование» («blinking test»). Поверхность кремния с закрепленными на ней молекулами нонадиина-1,8 изучали с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Когда изготовленный из золота зонд микроскопа контактировал с молекулой нонадиина, электрическая цепь замыкалась, при этом регистрировалось скачкообразное увеличение силы тока — «мерцание». Периодически изменяя полярность напряжения, исследователи подтвердили одностороннюю проводимость диода.
#технология #физика #электроника
https://telegra.ph/Sozdan-diod-iz-devyati-atomov-ugleroda-05-27
Дииновый молекулярный диод закрепляется на частично гидрированной — содержащей связи Si–H — поверхности кремния. Происходит это в результате инициируемой ультрафиолетовым излучением реакции гидросилилирования — присоединения связи Si–H к кратной связи на одном из концов молекулы нонадиина. (Эта реакция протекает аналогично изучаемым в школе реакциям присоединения водорода Н–Н или хлороводорода H–Cl к двойным или тройным связям.) Вторая тройная связь — на другом конце молекулы диина — остается свободной для возможности электрического контакта с внешними электронами. Это и позволяет исходно симметричной молекуле вести себя по-разному с электронами, движущимися в противополжных направлениях — к подложке или от нее.
Для проверки работы диода исследователи разработали особую методологию эксперимента, которую они назвали «мерцающее тестирование» («blinking test»). Поверхность кремния с закрепленными на ней молекулами нонадиина-1,8 изучали с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Когда изготовленный из золота зонд микроскопа контактировал с молекулой нонадиина, электрическая цепь замыкалась, при этом регистрировалось скачкообразное увеличение силы тока — «мерцание». Периодически изменяя полярность напряжения, исследователи подтвердили одностороннюю проводимость диода.
#технология #физика #электроника
https://telegra.ph/Sozdan-diod-iz-devyati-atomov-ugleroda-05-27
Telegraph
Создан диод из девяти атомов углерода
Элементы