Sirulle integroitavia ledejä

MIT:n tutkijat ovat kehittäneet kirkkaan ja tehokkaan piiledin joka voidaan integroida suoraan mikropiireille. Saavutus voi vähentää kustannuksia ja parantaa sellaisten sovellusten suorituskykyä, joissa käytetään ledejä tunnistamiseen tai viestintään.

(5.1.2021) Ledien integroimiseksi piisirutekniikkaan on tehty paljon tutkimustyötä. Ledien valmistaminen piistä on vaikeaa, joten ne on yleensä valmistettava erillistekniikalla.

Mutta tilanne saattaa jonain päivänä muuttua MIT:n elektroniikan tutkimuslaboratorion (RLE) piirivalmistajan kanssa tehdyn tutkimuksen ansiosta.

Tutkijat ovat valmistaneet piisirun, jossa on täysin integroidut ledivalot, jotka ovat riittävän kirkkaat tiettyihin anturi- ja viestintätekniikoihin. Edistys voi johtaa virtaviivaiseen valmistukseen mutta myös parempaan suorituskykyyn nanomittakaavan elektroniikassa.

RLE:n tohtorikoulutettava Jin Xue johti tutkimusta, joka esiteltiin äskettäisellä IEDM-konferenssissa. Xue suunnitteli piipohjaisen ledin, jossa n-tyypin ja p-tyypin alueet asetetaan päällekkäin eikä perinteisellä tavalla vierekkäin. Menettely ehkäisee elektroneja vapauttamasta energiaa lämpönä vaan enemmän valoa säteilevästi.

Lisäksi Globalfoundries valmisti ledit muiden piimikroelektronisten komponenttien ohella. Vaikka Xuen ledit eivät aivan ylittäneet perinteistä III-V-puolijohdeledien tasoa, se ylitti helposti aikaisemmat saavutukset piipohjaisille ledeille.

Xue kertoo, että heidän piiledi voi myös syttyä ja sammua odotettua nopeammin. Kokeissa ledi lähetti signaaleja jopa 250 megahertsin taajuuksilla, mikä osoittaa, että tekniikkaa voitaisiin mahdollisesti käyttää paitsi sovellusten mittaustarkoituksissa myös tehokkaaseen tiedonsiirtoon".

Edullisemman valmistuksen lisäksi saavutus voi myös parantaa ledien suorituskykyä ja tehokkuutta, kun elektroniikka kutistuu yhä pienempään mittakaavaan. "Tämä johtuu siitä, että mikroskooppisessa mittakaavassa III-V-puolijohteilla on ei-ihanteelliset pinnat, jotka ovat täynnä "riippuvia sidoksia", jotka mahdollistavat energian menettämisen lämpönä eikä valona," professori Rajeev Ramin toteaa. Sitä vastoin pii muodostaa puhtaamman kidepinnan. "Voimme hyödyntää näitä erittäin puhtaita pintoja", Ram sanoo.

Aiheesta aiemmin: Uudenlaisia ledikytkentöjä