[爆卦] 科學家成功用矽材料發光
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2150-y
隨著IC塞的電晶體越來越多,工程師開始為銅線電阻產生的熱量、量子效應等問題所苦惱
。為此工程師想用沒有電阻問題的光子來傳輸數據。
矽是半導體電路主要材料,但是矽的電子與電洞複合為非輻射躍遷,不會釋放光子,因此
矽發光二極體的發光效率低,實用性也低:而太陽能電池的主要材料-砷化鎵,比矽貴又難
整合在矽晶片中。
為此有人提出將矽與鍺結合成六邊形結構,以產生具有直接能隙的材料,但是要製造六邊
形的矽結構並不簡單。
荷蘭 Erik Bakkers 用砷化鎵製的35奈米線作為支架,然後將鍺沉積在奈米線上使其厚度
增加 10 倍,接著再沉積矽,成功長出六邊形的矽結構。
該團隊接著改進晶體結構的缺陷和雜質問題,製造出更高品質的矽鍺合金奈米線,終於讓
奈米線透射光;實驗材料發出的光子能量從 0.3eV 調整到 0.67eV,幾乎可媲美磷化銦和
砷化鎵的光學性能。
使用光子代替電子能提高傳輸速度千倍又可以減少功耗。該團隊下一步將製造矽合金微型
雷射器,並試著與矽晶片結合。Erik Bakkers 表示若無意外,今年就做得出來。
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