奈米級LED突破芯片間傳輸速率限制，功耗降低

lopeztang · 發(fā)表于 2017-3-20 13:13

　　由于短距離互連的損耗低，以及整合接收器技術進展，新的nano-LED組件可望以超精的光源大幅提升芯片間的數(shù)據(jù)傳輸速度...
　　當論及在不同處理器或內(nèi)存之間提高芯片之間的傳輸流量時，光子學是一個熱門的話題。截至目前為止，微波導、光調(diào)變器、輸出耦合光閘與光探測器均已成功進行整合了，但要設計理想的微米級光源仍十分具有挑戰(zhàn)性。
　　荷蘭愛因霍芬科技大學(Eindhoven University of Technology)的研究人員在最近一期的《自然通訊》(Nature Communications)期刊中發(fā)表有關“芯片上波導耦合奈米柱金屬腔發(fā)光二極管”(Waveguide-coupled nanopillar metal-cavity light-emitting diodes on silicon)的最新研究。研究人員展示一種接合至硅基板的奈米級LED層堆棧，并可耦合至磷化銦(InP)薄膜波導形成光閘耦合器。

　　新式奈米級LED (nano-LED)的掃描式電子顯微鏡圖(SEM)顯示在金屬化之前的制造組件結構。奈米柱LED位于連接至光閘耦合器的波導頂部
　　這種nano-LED采用次微米級的奈米柱形狀，其效率可較前一代組件更高1,000倍，在室溫下的輸出功率僅幾奈瓦(nW)，相形之下，先前的研究結果約為皮瓦(pW)級輸出功率。根據(jù)該研究論文顯示，這種組件能夠展現(xiàn)相當高的外部量子效率(室溫分別為10^?4～10^?2，以及9.5K)。
　　而在低溫時，研究人員發(fā)布的功率級為50nW，相當于在1Gb/s速率下每位傳輸超過400個光子，這一數(shù)字“遠遠高于理想接收器的散粒噪聲(shot-noise)極限靈敏度。 ”該組件作業(yè)于電信波長(1.55μm)，能以頻率高達5GHz的脈沖波形產(chǎn)生器進行調(diào)變。

　　硅基板上的奈米柱狀LED示意圖。從頂層到底層的堆棧分別是：n-InGaAs(100 nm)/n-InP(350 nm)/InGaAs(350 nm)/p-InP(600 nm)/p-nGaAsP(200 nm)/InP(250 nm)/SiO 2/BCB/SiO2/Si
　　研究人員表示，“由于短距離互連的損耗低，以及整合接收器技術持續(xù)進展，這一功率級可望以超精巧的光源實現(xiàn)芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸。 ”
　　研究人員還開發(fā)了一種表面鈍化方法，能夠進一步為nano-LED提高100倍的效率，同時透過改善奧姆接觸(ohmic contact)進一步降低功耗。

山陰路的夏天 · 發(fā)表于 2017-3-20 13:18

漲知識了，不看不知道！感謝樓主的分享！

› 綜合交流 / 資源分享區(qū) › 綜合交流大區(qū)