El làser més proper per a la millora de la velocitat de processament dels sensors

Un equip d'investigadors multinacionals liderat pel professor d'enginyeria de la Universitat d'Arkansas, Shui-Qing Fisher Yu i un fabricant líder d'equips de semiconductors d'Arkansas, han realitzat importants millores en un nou tipus de làser, un dispositiu semiconductor que s'injecta amb llum, similar a una injecció de corrent elèctrica. Aquest làser "bombejat òpticament" que està fabricat en envolvent de germani creix en substrats de silici, podria fer possible una velocitat de processament més ràpida a molt menor cost.

Els nous descobriments, publicats a ACS Photonics, un diari de la American Chemical Society, van demostrar que la versió més recent d'aquest tipus de làser és capaç de cobrir un rang de longitud d'ona més ampli, de 2 a 3 micròmetres, mentre s'utilitza un llindar inferior de pèrdua i major temperatura d'operació - 180 Kelvin, o menys 135 Farenheit - el que significa menys consum d'energia.

La envolupant d'aliatge de germani és un material semiconductor prometedor que es pot integrar fàcilment en circuits electrònics, com els que es troben en xips i sensors d'ordinador. El material pot conduir al desenvolupament de components electrònics que consumeixen poc, són de baix cost, lleugers, compactes que usen llum per a la transmissió i detecció d'informació.

Font: Universitat d'Arkansas

La llanda de germani potenciarà l'emissió eficient de la llum, una característica que el silici, el semiconductor estàndard per a xips d'ordinador, no pot fer. En els últims anys, els científics i enginyers de materials, inclosos Yu i diversos dels seus col·legues en aquest projecte, s'han centrat en el creixement de la lata de germani en substrats de silici per construir un superxip optoelectrònic que pot transmetre dades molt més ràpid que els xips actuals. Al 2016, Yu i els seus col·legues van informar sobre la fabricació del làser de bombeta òptica de primera generació.
Els investigadors van aconseguir per primera vegada una temperatura de les operacions de làser fins a 110 Kelvin. La temperatura més recent aconseguida pel seu làser és de 180 Kelvin, o menys de 135 graus Farenheit, el més alt reportat per a un làser de llanda de germani fins al moment.
El rang de longitud d'ona més ampli significa potencialment més capacitat per transmetre dades, va dir Yu. Un llindar de lliscament inferior i una temperatura de funcionament més alta permeten un menor consum d'energia, que manté els costos baixos i ajuda amb la simplicitat del disseny. Yu va dir que aquestes millores indiquen que el dispositiu és més proper a l'aplicació pràctica.

Yu va atribuir el rendiment del làser superior a un enfocament exclusiu de creixement epitaxial que els investigadors van desenvolupar basant-se en mètodes recentment descoberts de creixement del material. L'epitaxi és el procés de dipositar capes de materials semiconductors sobre un substrat cristal·lí.

Font: Universitat d'Arkansas