美國斯坦福大學(xué)的新研究證明用于網(wǎng)絡(luò)信號的硅芯片和稀土金屬之間存在一種新連接,科學(xué)家打開了一扇更快速、更便宜的通訊之門。
硅是計算機(jī)工業(yè)心臟的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”半導(dǎo)體,但缺乏產(chǎn)生、檢測和擴(kuò)增光信號的能力并在光纖中傳輸。如何放大這些光信號,我們依賴于稀土元素,這被認(rèn)為與硅光學(xué)交互。
然而,索爾福德大學(xué)和薩里大學(xué)的物理學(xué)家們通過展示提出了一種新的發(fā)現(xiàn),光可以通過電子在硅和稀土之間的“跳躍”直接產(chǎn)生。
“需要把硅芯片的電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成光,然后向下發(fā)送至光纖,然后回到電子數(shù)據(jù),通過單獨的裝置。如果電子和光信號之間的轉(zhuǎn)換可以在硅芯片上發(fā)生,這將簡化數(shù)據(jù)周游世界的方式,“博士馬克休斯,講師物理學(xué)索爾福德大學(xué)解釋說。
“這是‘英吉利海峽隧道因素’。而不是從一列火車渡輪改,然后回火車,你將有一個單一的火車之旅,這將是向前邁進(jìn)一大步?!?
稀土發(fā)出的光通常是非常特定的顏色或“波長”,而硅通常不會發(fā)出任何光線。然而,物理學(xué)家植稀土元素鈰,銪和鐿入硅,發(fā)現(xiàn)它不僅發(fā)出光,而且由稀土發(fā)射的波長已被轉(zhuǎn)移至可以在光纖中使用。波長移位表明,已經(jīng)發(fā)生了一個跳躍或電子從硅“過渡”到其他元素。
研究人員使用稀土注入硅的技術(shù)制作高性能的LED光探測器,這些設(shè)備能夠產(chǎn)生和檢測使用硅通訊波長的光。
休斯博士補(bǔ)充道:“總之,我們已經(jīng)走出了開始的一步,證明了電子和光信號之間的轉(zhuǎn)換,這可能被用于創(chuàng)造未來的硅芯片。