50多年來，科學家一直在尋找製造能發光的矽材料的方法。它已經成為微電子界的“聖盃”。發光矽的初選將意味著更快的晶片內通訊、更低的產熱和更高的電力效率。現在，來自埃因霍溫科技大學(TU/e)的研究人員透過製造一種能發光的新型六角形矽合金解決了這個長達數十年的難題。
六邊形的形狀是創造直接帶隙發射光子的關鍵。
“關鍵在於所謂的半導體帶隙本質，”TU/e專案負責人Erik Bakkers指出，“如果一個電子從導帶‘降’到價帶，半導體就會發出光子：光。”
在傳統的立方矽中，由於導帶和價帶被取代形成了一個間接帶隙，所以不能發射光子。然而，50年前的理論認為，六角形的合金矽和鍺會有一個直接帶隙。這其中的訣竅就在於製造出這樣一種合金。
這一目標一直到人們發現電子管和電線之後才得以實現。2015年的時候，該團隊曾用另一種材料製造出了六邊形矽，另外他們還將其作為模板開發出了帶有鍺外殼的六邊形矽。
“我們能夠做到讓矽原子建立在六邊形模板上這點，這迫使矽原子在六邊形結構中生長，”該團隊論文的合著者Elham Fadaly說道。
相關研究報告已發表在《自然》上。
現在，研究人員需要開發一種矽相容的鐳射器。據Bakkers披露，他們可能能在今年年底之前打造出這樣一款裝置。“如果一切順利，我們可以在2020年製造出一種矽基鐳射器。這將使得光學功能在主流電子平臺上緊密整合，這將打破片上光通訊和基於光譜學的廉價化學感測器的前景。”
由於光子不受電阻的影響並且在傳導介質中的散射更小，所以在這過程中不會產生熱量，因此能讓功耗大大降低。此另外，在未來的光子矽上，晶片內和晶片間的通訊速度可以提高1000倍。該技術有著許多應用場景，諸如自動駕駛車輛中的鐳射雷達、醫療和食品行業的化學感測器等等。
50多年來，科學家一直在尋找製造能發光的矽材料的方法。它已經成為微電子界的“聖盃”。發光矽的初選將意味著更快的晶片內通訊、更低的產熱和更高的電力效率。現在，來自埃因霍溫科技大學(TU/e)的研究人員透過製造一種能發光的新型六角形矽合金解決了這個長達數十年的難題。
六邊形的形狀是創造直接帶隙發射光子的關鍵。
“關鍵在於所謂的半導體帶隙本質，”TU/e專案負責人Erik Bakkers指出，“如果一個電子從導帶‘降’到價帶，半導體就會發出光子：光。”
在傳統的立方矽中，由於導帶和價帶被取代形成了一個間接帶隙，所以不能發射光子。然而，50年前的理論認為，六角形的合金矽和鍺會有一個直接帶隙。這其中的訣竅就在於製造出這樣一種合金。
這一目標一直到人們發現電子管和電線之後才得以實現。2015年的時候，該團隊曾用另一種材料製造出了六邊形矽，另外他們還將其作為模板開發出了帶有鍺外殼的六邊形矽。
“我們能夠做到讓矽原子建立在六邊形模板上這點，這迫使矽原子在六邊形結構中生長，”該團隊論文的合著者Elham Fadaly說道。
相關研究報告已發表在《自然》上。
現在，研究人員需要開發一種矽相容的鐳射器。據Bakkers披露，他們可能能在今年年底之前打造出這樣一款裝置。“如果一切順利，我們可以在2020年製造出一種矽基鐳射器。這將使得光學功能在主流電子平臺上緊密整合，這將打破片上光通訊和基於光譜學的廉價化學感測器的前景。”
由於光子不受電阻的影響並且在傳導介質中的散射更小，所以在這過程中不會產生熱量，因此能讓功耗大大降低。此另外，在未來的光子矽上，晶片內和晶片間的通訊速度可以提高1000倍。該技術有著許多應用場景，諸如自動駕駛車輛中的鐳射雷達、醫療和食品行業的化學感測器等等。