Созданы светодиоды толщиной два атома

Современные компьютеры ограничены требованиями к энергопотреблению и охлаждению, которые частично зависят от вычислительных процессов, но часто энергия расходуется просто на то, чтобы доставить данные к точке их обработки. Память и система передачи данных могут в результате потреблять больше энергии, чем сами процессоры, пишет Ars Technica.

Оптическая коммуникация позволяет снизить потребление энергии, увеличив скорость связи. Обычно при такой технологии используется внешний источник света, луч которого расщепляется и направляется в разные части системы. Однако, авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, предлагают альтернативную возможность: отдельный источник на самом чипе. Для демонстрации возможностей своего изобретения ученые создали светодиод толщиной 2 атома и интегрировали его с кремниевым микрочипом. Более того, тот же самый материал может выполнять роль фотодетектора.

Ученые поместили слой диэлектрика из нитрида бора поверх дителлурида молибдена (который также защищает MoTe2 от окисления). Сверху разместили слой проводящего ток графита, разделенный на два электрода. Наличие заряда в этих электродах электростатически индуцирует эквивалент легирования донорной и акцепторной примесями в полупроводнике.

Затем устройство было помещено на кремний, в котором просверлили аккуратные дырочки. Расстояние между рядами отверстий превратило кремний в фотонный кристалл для инфракрасных длин волн, способный направлять свет на или из MoTe2. Фотонный кристалл также может изгибать свет, так чтобы луч двигался вдоль плоскости устройства. Он выдает 2,3 микроампер и излучает свет с длиной волны приблизительно 1175 нм.

Несмотря на то, что до этапа коммерциализации технологию отделяет еще несколько шагов, инженеры верят в ее потенциал, в частности, в сфере высокоскоростной передачи данных. В ближайшие их планы входит интеграция схемы с генераторами излучения, модуляторами, волноводом и детекторами.

Недавно ученые Гарварда сделали еще один важный шаг к созданию оптических интегральных схем — разработали волновод с нулевым показателем преломления, совместимый с современными фотонными технологиями.