Создан лазер для кремниевой фотоники, открывающий путь сверхбыстрым процессорам

Ученые из Юлихского исследовательского центра (Германия) разработали первый полупроводниковый лазер, работающий непрерывно от электричества и изготовленный только из кремния, германия и олова. Это значительный шаг в создании фотонных чипов будущего, которые объединяют обработку данных и оптическую передачу на основе кремниевой платформы. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Лазер построен из ультратонких слоев кремния-германия-олова, выращенных на кремниевой пластине, что делает его полностью совместимым с традиционной технологией производства кремниевых чипов. До сих пор источники света на кремниевых чипах требовали сложных материалов, несовместимых с традиционными технологиями.

Ученые считают эту разработку крайне важной, так как она решает сразу несколько проблем:

Во-первых, лазер подходит для стандартных кремниевых технологий, что может ускорить внедрение фотонных чипов — самых быстрых и компактных чипов на данный момент.
Во-вторых, лазер потребляет всего 5 мА и работает при низком напряжении 2 В, как светодиоды или смарт-часы. Предыдущие модели требовали в 5-10 раз больше энергии. Это важно для применения в искусственном интеллекте, космической инженерии и медицине.

Единственный временный минус в том, что лазер работает при температуре −183 °C, но ученые утверждают, что оптимизировать температуру не составит труда в ближайшее время.

Технология позволит разработать компактные и дешевые микрочипы с интеграцией оптической связи. Это исследование завершает многолетнюю работу над созданием полного набора инструментов для производства кремниевой фотоники, способной преобразовать микрочипы в устройства следующего поколения.