Сейчас активно развивается технология передачи данных при помощи световых сигналов, в пределах одного чипа. Это возможно благодаря объединению оптических элементов с полупроводниками, графеном и углеродными нанотрубками, когда вся система размещается на подложке из кремния.
Передача данных с использованием подобной системы обычно означает необходимость преобразование электрических сигналов в световые, и обратно. Для преобразования первого типа обычно используются материалы III-V групп полупроводников, которые излучают свет. Ну, а для обратного преобразования, света в электричество используются кремний и германий.
Команда ученых из IBM обнаружила интересный физический феномен, который может привести к тому, что в будущем один и тот же материал будет использоваться как для излучения света, так и для его преобразования в электричество, в пределах одного чипа.
В журнале Nature Communications на днях была опубликована статья ученых цюрихского подразделения IBM Research. В статье шла речь о том, что «нанопроволочки» из полупроводника могут служить как эффективными излучателями света, так и эффективными фотодетекторами. А для переключения вещества из состояния «излучение» в состояние «детектирование» нужно механическое напряжение.
«Когда вы растягиваете нанопроводник по всей длине, материал переходит в состояние, которое мы называем „управляемой энергетической щелью“ (direct bandgap), в котором он эффективно излучает свет. Но когда вы сжимаете проводник по оси, его электронные свойства меняются, материал прекращает излучать свет. Это состояние мы называем „псевдопрямым“ (pseudo-direct), в этом состоянии материалы III-V группы ведут себя подобно германию или кремнию, и становятся хорошими фотодетекторами», — комментирует открытие один из исследователей, Giorgio Signorello.
«Эти необычные свойства являются следствием того, что атомы весьма специфично располагаются в таком проводнике. Мы называем эту кристаллическую структуру „Вюрцит“ (Wurtzite). Подобная структура появляется только в проводниках сверхмалого размера. Вы не сможете достичь тех же свойств материала при размерах, видимых глазу. Это отличный пример мощи нанотехнологий», — говорит коллега первого ученого, Heike Riel.
Как уже говорилось выше, подобный феномен может открыть возможность создания устройств по оптической передаче данных, где один и тот же материал используется как для излучения света, так и для его детектирования.
А это означает новые достижения, новые прорывы в данной сфере.
2 098
