محققان هلندی با ارائه طراحی جدیدی موفق به ساخت نانوLED روی بستر سیلیکونی شدند که در عین حال با راهنماهای موج نیز تلفیق شده است. در این پروژه از ساختارهای نانوستونی استفاده شده است.
ساخت نانوLED روی بستر سیلیکونی
فوتونیک یکی از موضوعات بسیار داغ در حوزه تراشه و ابزار‌های روی تراشه است، به ویژه زمانی که ترافیک میان واحدهای سازنده حافظه و پردازشگر افزایش یابد. تا کنون میکروراهنماهای موج، تلفیق‌کننده نور و شناساگرهای نوری با موفقیت با هم ترکیب شده‌اند، اما طراحی منابع نوری میکرومقیاس با چالش روبرو بوده است.
در مقاله‌ای با عنوان « Waveguide-coupled nanopillar metal-cavity light-emitting diodes on silicon » که در نشریه Nature Communications منتشر شده است، محققان دانشگاه آیندهوون نشان دادند که می‌توان LEDهای نانومقیاس لایه‌ای روی بستر سیلیکونی تولید کرد. این نانوLED روی سطح سیلیکون با راهنمای موج غشاء InP جفت شده است.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که نانوLED ساخته شده با ساختار نانوستونی، کارایی بسیار بالاتری نسبت به همتایان خود دارد. در دمای پایین، این گروه توانی بالاتر از ۵۰ نانووات، مربوط به ۴۰۰ فوتون در هر بیت در ۱ گیگابیت/ثانیه، گزارش کردند. این دستگاه در طول موج‌های مخابراتی (۵۵/۱ میکرومتر) با موفقیت با استفاده از یک ژنراتور الگوی پالسی در فرکانس‌های تا ۵ گیگاهرتز، تلفیق شد.
شکل (۱). طرح شماتیک نانوستون‌های LED روی بستر سیلیکونی. لایه‌ها از بالا به پایین به ترتیب عبارتند از: n-InGaAs(100 nm)/n-InP(350 nm)/InGaAs(350 nm)/p-InP(600 nm)/p-nGaAsP(200 nm)/InP(250 nm)/SiO 2/BCB/SiO2/Si
محققان این پروژه می‌گویند: «با این فناوری جدید می‌توان هدر رفت را در فواصل کم کاهش داد و با توسعه بیشتر این فناوری امکان کوچکتر کردن منبع نوری وجود خواهد داشت.»
این گروه تحقیقاتی یک روش غیرفعال‌سازی سطحی ارائه کردند که می‌تواند کارایی نانوLEDها را ۱۰۰ برابر افزایش دهد، در حالی که مصرف انرژی در آنها کاهش می‌یابد؛ این کار با بهبود تماس‌های اهمی صورت می‌گیرد.
