Grote doorbraak in ontwikkeling fotonica

Onderzoekers van de TU/e hebben een doorbraak gemaakt in het onderzoek naar fotonica, een techniek waarmee computerchips mogelijk 1000 keer zo snel gaan werken als ze nu doen.

Volgens de universiteit kunnen datacenters in de toekomst het meest profiteren van de doorbraak, met een snellere gegevensoverdracht en minder energieverbruik voor hun koelsysteem. Maar fotonische chips brengen ook nieuwe toepassingen binnen handbereik. Denk aan een radar met laser voor zelfrijdende auto's, chemische sensoren voor medische diagnoses of voor het meten van de lucht- en voedselkwaliteit.

Warmte
Huidige chips werken met elektronen, laat de Technische Universiteit weten. Transistors, de verschillende onderdeeltjes op een chip, zenden elektronen naar elkaar. Die elektronen reizen door koperen leidingen waardoor ze warmte opwekken. Omdat de hoeveelheid data die mensen dagelijks met elkaar delen, blijft toenemen, zijn er manieren nodig om de chips en dus de computers, tablets en smartphones, sneller te laten werken.

Fotonica
De aangewezen techniek daarvoor heet fotonica. Het idee is om de communicatie in de chips en tussen de chips niet meer met elektronen te laten gebeuren, maar met fotonen: lichtdeeltjes. Waar elektronen een bepaalde massa hebben, waardoor ze in de koperen leidingen weerstand ervaren en zo warmte opwekken. Fotonen hebben geen massa, dus geen weerstand en wekken dus ook geen warmte op.

Silicium
Om chips met licht te kunnen laten functioneren is er een lichtbron nodig, een laser, meldt de universiteit. Silicium, waar de huidige elektronische chips van worden gemaakt leek daarvoor ongeschikt omdat het heel slecht licht geleid. De onderzoekers van de TU/e hebben nu echter een manier gevonden, waar het silicium wordt gecombineerd met een ander materiaal, waardoor het wel licht kan uitzenden.

Samen met onderzoekers van de universiteiten van Jena, Linz en München combineerden de wetenschappers silicium en germanium in een kristalstructuur die licht kan uitstralen. Aan de doorbraak werd vijftig jaar gewerkt.

Opmerkingen? Mail ons!