Силиций, който може да блести

Силиций и германий са незаменими материали за микроелектрониката поради техните полупроводникови свойства. Оптичните им свойства обаче са по-малко благоприятни: силиций и германий почти не излъчват лъчение в кристална форма (с изключение на порест силиций). Ето защо понастоящем няма диоди, излъчващи светлина, или твърдотелни лазери, базирани на тези два материала. Недостатък, който занимава учените от десетилетия.

Но на „полупроводниковия хоризонт“ има сребърна облицовка. Немско-холандска изследователска група сега успя да стимулира ефективно сплавта, направена от двата полупроводника, да свети. Това създава важна предпоставка за полупроводников лазер, базиран на силиций и германий, пишат Ерик Бейкърс от Айндховенския технологичен университет и колегите му в списание "Nature".

Светещи проводници с кубична кристална структура

Такъв лазер може да бъде интегриран директно в обикновени компютърни чипове и по този начин да ускори обработката на данните. Тъй като силициевите чипове могат да обработват едновременно електрически и оптични сигнали. Досега в оптоелектрониката са използвани полупроводникови лазери, направени от съставните полупроводници галиев арсенид или индий spid. Те обаче са трудни за настаняване върху силициевите вериги.

Фактът, че силиций и германий, за разлика от галиев арсенид, не излъчват почти никаква светлина, се дължи на кубичната структура на техните кристални решетки. За електроните е трудно да преминат от зоната на проводимост към енергийно по-ниската валентна зона. Това прави излъчването на фотони по-трудно. Сега изследователите на Bakkers са отгледали тънки проводници от силиций и германий с висока чистота. В него атомите образуват хексагонална кристална решетка.

Това позволява на възбудените електрони да се променят по-лесно във валентната лента и да генерират кванти на светлината. Ако проводниците са облъчени с лазерна светлина, те излъчват инфрачервени фотони в широк спектрален диапазон. Дължините на вълните могат да се използват за оптична комуникация. Оптичните свойства на силициево-германиевата сплав са сравними с тези на галиев арсенид, според изследователите на Bakkers.