新型納米LED：效率提升千倍，讓芯片更快速!

　　全球范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)通信量呈指數(shù)級(jí)增長，芯片之內(nèi)或者之間的電子數(shù)據(jù)連接，越來越成為瓶頸因素。然而，光學(xué)通信成為電子通信的新的替代品，但光學(xué)數(shù)據(jù)連接需要良好的納米光源，這種資源十分缺乏的。

　　現(xiàn)在，埃因霍芬理工大學(xué)(TU/e)的科學(xué)家們發(fā)明了一種納米LED光源，比同類產(chǎn)品效率高1000倍，控制的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)每秒千兆比特?？茖W(xué)家們在《自然通信》雜志上在線發(fā)表了這一研究。

　　挑戰(zhàn)

　　隨著電線逼近其效率極限，光學(xué)連接例如玻璃纖維，越來越多取代電線成為新的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)。在更長距離的通信中，差不多所有的數(shù)據(jù)通信都是光學(xué)的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和芯片也一樣，其數(shù)據(jù)通信量的增長是呈指數(shù)級(jí)的，但是通信仍然是電子的，所以這樣越來越成為制約數(shù)據(jù)通信的瓶頸因素。

　　因?yàn)樾酒牡哪芰康拇蟛糠謥碓从谶@些連接(“信號(hào)連接”)，全球許多科學(xué)家正在致力于研發(fā)光學(xué)(光子的)內(nèi)部連接。光學(xué)方案中最重要的部分，就是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的光源，它的尺寸必須足夠小，以適配芯片微觀結(jié)構(gòu)的需求。

　　同時(shí)，輸出容量和效率也必須很好。特別是效率，這一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性。因?yàn)楣β蔬_(dá)納瓦或者微瓦的小型光源，迄今為止，效率都顯得十分不足。

　　更低光線損耗

　　埃因霍芬理工大學(xué)的研究人員，開發(fā)了一種尺寸在幾百納米的發(fā)光二極管(LED)，集成了能夠傳輸光信號(hào)光學(xué)通路(波導(dǎo))。這種納米級(jí)的 LED，效率是現(xiàn)有最佳同類產(chǎn)品的1000倍。同時(shí)，研究人員在光源和波導(dǎo)之間耦合質(zhì)量上，取得了特殊的進(jìn)展，使得光線更少損失，更多的光線得以進(jìn)入波導(dǎo)。

　　這種新型納米LED的效率目前在0.01%到1%之間，但是研究人員希望能夠憑借新的生產(chǎn)方法，很快地提高這一數(shù)據(jù)。

　　磷化銦薄膜

　　這種新型納米LED的另外一項(xiàng)關(guān)鍵特性，就是可以集成到硅基片中，位于一層磷化銦薄膜上。硅是芯片制造的基本材料，但是并不適合光源，然而磷化銦卻比較適合。更進(jìn)一步地說，測試顯示這種新材料可以迅速地將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，可以控制的數(shù)據(jù)速度達(dá)每秒幾千兆比特。

　　可行性

　　埃因霍芬理工大學(xué)的研究人員相信他們的納米LED，是一種切實(shí)可行的解決方案，將可以應(yīng)對芯片日益增長數(shù)據(jù)通信需求。

　　然而，他們也對于前景感到謹(jǐn)慎，這項(xiàng)開發(fā)目前尚未達(dá)到可以工業(yè)級(jí)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，量產(chǎn)的技術(shù)仍然需要進(jìn)一步開發(fā)。