Los investigadores de ingeniería eléctrica han aumentado la temperatura de funcionamiento de un nuevo y prometedor láser semiconductor sobre sustrato de silicio. acercándolo un paso más a una posible aplicación comercial.

El desarrollo de un láser "bombeado ópticamente", hecho de germanio estaño cultivado sobre sustratos de silicio, podría conducir a una velocidad de microprocesamiento más rápida de los chips de computadora, sensores, cámaras y otros dispositivos electrónicos, a un costo mucho menor.

"En un período de tiempo relativamente corto, aproximadamente dos años, hemos progresado de 110 Kelvin a una temperatura récord de 270K, "dijo Shui-Qing" Fisher "Yu, profesor asociado de ingeniería eléctrica. "Ahora estamos muy cerca de la operación a temperatura ambiente y avanzamos rápidamente hacia la aplicación de un material que puede aumentar significativamente la velocidad de procesamiento con mucho menos consumo de energía".

Yu dirige un equipo multiinstitucional de investigadores en el desarrollo de un láser inyectado con luz, similar a una inyección de corriente eléctrica. El láser mejorado cubre un rango de longitud de onda más amplio, de 2 a 3 micrómetros, y utiliza un umbral láser más bajo, mientras es capaz de operar a 270 Kelvin, que es aproximadamente 26 Farenheit.

"La mejora se basa en un sencillo estructura aún delicada, "dicho por Yiyin Zhou, Candidato a doctorado en el Programa de Microelectrónica-Fotónica, autor principal del artículo y miembro del grupo de investigación de Yu. "Gracias a la técnica de crecimiento epitaxial maduro, Podríamos obtener la aleación de alta calidad con un contenido de estaño de hasta el 20 por ciento, que es la clave principal del logro actual ".

El germanio estaño aprovecha la eficiente emisión de luz, una característica que el silicio, el semiconductor estándar para chips de computadora, no puedo hacer. Yu y otros investigadores de materiales se han centrado en el cultivo de germanio estaño sobre sustratos de silicio para construir un "superchip" optoelectrónico que pueda transmitir datos mucho más rápido que los chips actuales. En 2016, Yu y sus colegas informaron de la fabricación de su primera generación, láser de bombeo óptico.

El rango de longitud de onda más amplio significa potencialmente más capacidad para transmitir datos, y un umbral de láser más bajo y una temperatura de funcionamiento más alta facilitan un menor consumo de energía, lo que mantiene bajos los costos y ayuda con la simplicidad del diseño.

Se integra fácilmente en circuitos electrónicos, como los que se encuentran en chips y sensores de computadora, El germanio estaño como material semiconductor podría conducir al desarrollo de bajo costo, ligero, Componentes electrónicos compactos y de bajo consumo de energía que utilizan la luz para la transmisión y detección de información.

Los nuevos hallazgos se informaron en Fotónica ACS .