https://www.nature.com/articles/s41586-020-2150-y
随着IC塞的电晶体越来越多,工程师开始为铜线电阻产生的热量、量子效应等问题所苦恼
。为此工程师想用没有电阻问题的光子来传输数据。
硅是半导体电路主要材料,但是硅的电子与电洞复合为非辐射跃迁,不会释放光子,因此
硅发光二极管的发光效率低,实用性也低:而太阳能电池的主要材料-砷化镓,比硅贵又难
整合在硅芯片中。
为此有人提出将硅与锗结合成六边形结构,以产生具有直接能隙的材料,但是要制造六边
形的硅结构并不简单。
荷兰 Erik Bakkers 用砷化镓制的35奈米线作为支架,然后将锗沉积在奈米线上使其厚度
增加 10 倍,接着再沉积硅,成功长出六边形的硅结构。
该团队接着改进晶体结构的缺陷和杂质问题,制造出更高品质的硅锗合金奈米线,终于让
奈米线透射光;实验材料发出的光子能量从 0.3eV 调整到 0.67eV,几乎可媲美磷化铟和
砷化镓的光学性能。
使用光子代替电子能提高传输速度千倍又可以减少功耗。该团队下一步将制造硅合金微型
雷射器,并试着与硅芯片结合。Erik Bakkers 表示若无意外,今年就做得出来。