Оптоелектроніку навчилися вбудовувати в стандартні кремнієві чіпи

Дітелурід молібдену виявився матеріалом, добре підходящим для створення оптоелектронних чіпів. На основі цього матеріалу група вчених з США, Іспанії та Японії розробила передавач і приймач світлового сигналу, які відносно легко інтегрувати в кремнієву електроніку за допомогою існуючих технологій виробництва. Стаття опублікована в журналі.


Практично у всій існуючій електроніці для передачі сигналу між компонентами і всередині них використовуються електропровідні з'єднання і передаються по них електричні сигнали, а оптична передача даних застосовується на відносно великих відстанях. Але через постійну мініатюризацію, а також ущільнення транзисторів та інших елементів мікросхем, у них виникають небажані електричні явища, наприклад, паразитна ємність. В результаті їх енергоспоживання може зростати, а час поширення сигналу падати. Це змушує дослідників розробляти нові способи передачі даних між компонентами, і в якості найбільш перспективного розглядається оптична передача. Вона дозволяє уникнути цих ефектів, а також надсилати одночасно безліч сигналів, а не використовувати тимчасове мультиплексування.


Найчастіше в розроблюваних фотонних чіпах використовується гібридна схема, при якій обчислення відбуваються за допомогою електронних компонентів чіпа, а передача даних між ними - за допомогою світла. Для цього на чіпах створюються мініатюрні джерела і приймачі світла. Незважаючи на те, що в цій сфері вже є деякі прототипи, через погану сумісність матеріалів процес інтеграції цих оптоелектронних компонентів в кремнієву електроніку досить складний.

Дослідники запропонували використовувати як матеріал таких компонентів двошаровий дителлурид молібдену. Цей матеріал можна відносно легко розміщувати на кремнієвій підкладці за допомогою хімічного осадження з газової фази. Також він був покритий шаром гексагонального нітриду бору, який служив роздільником між дителюридом молібдену і графеном. Таким чином вчені отримали p-n перехід, який, залежно від докладеної напруги, може працювати в якості випромінювача або фотодетектора. Що важливо, він випромінює не у видимому діапазоні, який може поглинатися кремнієм, а в інфрачервоному. На думку авторів, їх метод може допомогти в розробці кремнієвих чіпів з оптоелектронікою, причому для їх виробництва досить вже існуючих технологій.

Наприкінці 2015 року американські інженери представили прототип оптоелектронного процесора. У цьому випадку вони теж використовували гібридну оптоелектронну схему. А недавно австралійські дослідники розробили незвичайну схему короткочасної пам'яті в фотонних комп'ютерах. Для цього вони запропонували перетворювати світло на акустичні коливання, швидкість поширення яких на кілька порядків менше, ніж у світла, а потім проводити зворотне перетворення на світловий сигнал.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND