La electrónica y la luz no van bien juntas en un chip "CMOS" estándar. El investigador Satadal Dutta de la Universidad de Twente ahora logra introducir una conexión de luz en el corazón de un chip semiconductor. De esta manera, se pueden aislar dos circuitos y seguir comunicándose. O:los mundos de la electrónica y la fotónica están conectados.

Lo que es particularmente atractivo de la solución de Dutta es que no se necesitan materiales o procesos de fabricación especiales:la luz proviene del silicio. La fuente de luz El detector y el canal de luz se pueden hacer usando la tecnología que se usa para hacer los circuitos electrónicos. Los circuitos totalmente ópticos están disponibles hoy en día, pero utilizan materiales como fosfuro de indio y arseniuro de galio, que no se puede combinar fácilmente con los procesos de chip CMOS utilizados para chips semiconductores que encontrará en los teléfonos inteligentes de hoy, por ejemplo.

LED de avalancha

La alternativa sería:hacer una fuente de luz LED con silicio. Y ese es el problema:el silicio solo emite una pequeña cantidad de luz infrarroja, mientras que un detector hecho de silicio necesita luz visible. Están hablando y escuchando en diferentes longitudes de onda. Dutta, por lo tanto, elige una salida notable:conecte el LED al revés. A bajos voltajes, no hay corriente y luz, pero a un voltaje lo suficientemente alto, habrá una pequeña corriente que se amplifica como una avalancha. En este modo de avalancha, "el LED transmitirá luz visible. Con el mismo proceso, el detector de luz, así como el canal de luz intermedio. Gracias a la estructura especial de peine que Dutta diseñó para ello, la fuente de luz se vuelve más uniforme y energéticamente eficiente.

Un enlace óptico en un chip es una buena forma de aislar "galvánicamente" dos circuitos entre sí. Esto a menudo es necesario en los casos en que un circuito es de bajo voltaje y de baja corriente, mientras que el otro es un circuito de alta potencia. Deben estar conectados pero no mediante cables conductores, por razones de seguridad. Un transformador clásico es una opción entonces, pero a menudo también se utiliza una conexión óptica. Hasta ahora, este es un optoacoplador separado, 'que es grande y tiene velocidad limitada. La nueva solución de Dutta es mucho más compacta como alternativa:total, tiene solo unas pocas decenas de micrones y ofrece la protección que se necesita a velocidades de bits más altas. En comparación con los canales ópticos en circuitos totalmente ópticos, el consumo de energía es relativamente alto, ya que hay bastante dispersión de luz. Por otro lado:diseñar la electrónica alrededor del enlace óptico de manera eficiente, la cantidad de luz necesaria para una conexión exitosa, se puede mantener al mínimo.

Los circuitos totalmente ópticos pueden convertirse en la "nueva electrónica, "dicen las predicciones. En la transición de los circuitos electrónicos a los ópticos, circuitos híbridos, como el que diseñó Dutta, podría jugar un papel importante.