盖世轿车讯 数十年来，让硅发光是微电子职业界的取胜法宝（Holy Grail），假如可以处理该难题将完全革新核算职业，由于芯片的速度将比以往时分快得多。据外媒报导，荷兰埃因霍温理工大学（Eindhoven University of Technology）的研讨人员就研制了一款可以发光的硅合金。现在，该团队正在研制一种可以集成到芯片中的硅激光器。
（图片来自：埃因霍温理工大学）
现在以半导体为根底的技能现已遇到了研制瓶颈，约束研制发展的要素在于热量。当电子穿过连接到芯片上许多晶体管的铜线时，会发生电阻，而电阻就会形成热量。为了持续推动数据传输，就需求研制一种不会发生热量的新技能。
与电子相反，光子不会发生电阻。由于光子既没有质量，也没有电荷，在穿过资料时，散射得更少，因此不会发生热量，然后能源消耗也会削减。此外，使用光学通讯设备替代芯片内的电气通讯设备，可以将芯片内以及芯片之间的通讯速度进步1000倍。数据中心将可从中获益最大，由于数据传输更快，冷却系统的能耗就更少。不过，此类光子芯片也可以完结新的使用，如用于无人驾驶轿车的激光雷达、用于医疗确诊或丈量空气和食物质量的化学传感器等。
（图片来自：埃因霍温理工大学）
在芯片中使用光需求用到集成式激光器。核算机芯片的半导体资料主要由硅制成，可是大块的硅发光功率极低，长期以来，都被以为无法在光子学中发挥作用。因此，科学家们转而研讨愈加杂乱的半导体，如砷化镓和磷化铟。此类半导体的发光功用很好，可是价格比硅贵，并且很难集成至现有的硅制微芯片中。
为了打造出可与硅兼容的激光器，科学家们需求制造出一种可以发光的硅。埃因霍温理工大学的研讨人员与奥地利林茨大学（the universities of Jena, Linz）以及慕尼黑大学的研讨人员一同，将硅和锗合成了一个可以发光的六边形结构。
埃因霍温理工大学首席研讨员Erik Bakkers标明：“关键在于半导体的带隙。假如一个电子可以从导带“掉”到价带，半导体就会宣布光子：光。”
可是，假如导带与价带彼此替代，则成为了直接带隙，就不会宣布光子，如硅的状况相同。不过，历经50年的研讨证明，六边形结构的硅锗合金的确存在一个直接带隙，因此或许可以发光。
（图片来自：埃因霍温理工大学）
不过，将硅塑形成六边形结构并不简单。可是，Bakkers及其团队把握了纳米线成长技能，早在2015年就可以制造出六边形的硅。首要，他们使用另一种具有六边形晶体结构的资料成长纳米线，完结了一个纯六边形硅，然后再在该模板上培育出硅锗外壳。
可是，直到现在，仍是不能让其发光。Bakkers团队经过削减杂质和晶体缺点的数量，成功进步了六边形硅锗外壳的质量。当使用激光影响纳米线时，可以丈量出新资料的功率。另一名担任丈量发光现象的研讨员标明：“咱们的试验标明，此种资料的结构是正确的，没有缺点，可以有效地发光。”
Bakkers标明，现在打造激光器仅仅时间问题。“到现在为止，咱们打造的合金的光学功用简直可与磷化铟和砷化镓的比美，并且还在大幅进步资料的质量。假如一切顺利，咱们我们可以在2020年打造出一种硅基激光器，然后可以在主导电子设备渠道上紧密集成光学功用，完结芯片光学通讯以及根据光谱学的经济型化学传感器。”
与此同时，Bakkers的团队还在研讨怎么将该六边形硅集成至方形硅微电子设备中，这是完结该项研讨的重要条件。（文中图片均来自）
