Zaprojektowane urządzenie składa się z ułożonych ultracienkich warstw. Są to kolejno: krzem, german, cyna, german i cyna. Tak powstałe urządzenie jest pierwszym tego typu opartym na bazie w postaci płytki krzemowej. Poczynione postępy są istotne ze względu na utorowanie drogi do tworzenia zintegrowanej fotoniki na układach scalonych. Kulisy całego przedsięwzięcia zostały zaprezentowane na łamach Nature Communications.
Czytaj też: Połączyli krzem z perowskitami i osiągnęli sukces. Fotowoltaika wkracza na nowy poziom
Pojawia się podstawowe pytanie: dlaczego mielibyśmy się w ogóle interesować tym tematem? Odpowiedź jest prosta: rosnąca potrzeba energooszczędnego sprzętu. To w związku z dynamicznym rozwojem sztucznej inteligencji i technologii takich jak Internet Rzeczy. Do przesyłania informacji bardzo przydatna okazuje się optyczna transmisja danych, która sprawdza się na odległościach powyżej jednego metra, ale i mniejszych dystansach.
Z tego względu mikrochipy z tanimi w produkcji fotonicznymi układami scalonymi mogłyby stanowić rozwiąznaie na przyszłość, w której obok wydajności będzie się również liczyć ograniczanie kosztów. I choć w ostatnich latach powstawały modulatory, fotodetektory i falowody oparte na krzemie, to nie można było powiedzieć tego samego o napędzanych elektrycznie źródłach światła wykorzystujących jedynie półprzewodniki zaliczane do tzw. grupy krzemowej.
Wcześniej naukowcy tworzyli różne elementy na bazie krzemu, ale napędzany elektrycznie laser półprzewodnikowy o fali ciągłej stanowił znacznie większe wyzwanie
W ramach dokonanego przełomu, uznawanego za swego rodzaju ostatni z brakujących elementów układanki, naukowcy wchodzący w skład międzynarodowego zespołu badawczego zaprojektowali urządzenie kompatybilne z technologią CMOS do produkcji układów oraz nadające się do integracji z istniejącymi procesami produkcji krzemu. Jedno nie ulega wątpliwości: to wielki krok dla całej fotoniki krzemowej.
Czytaj też: Niezwykłe osiągnięcie w dziedzinie fizyki laserów! Indyjscy naukowcy dokonali niemożliwego
W odróżnieniu od poprzednich laserów germanowo-cynowych, ten wykorzystany w ramach ostatnich działań cechuje się funkcjonowaniem przy niskim natężeniu prądu wynoszącym 5 miliamperów przy 2 woltach. Wynikające z tego zużycie energii jest więc porównywalne do tego związanego z diodą elektroluminescencyjną. Testy wykazały, iż takie podejście minimalizuje zużycie energii i generowanie ciepła, pozwalając stabilną pracę przy temperaturze dochodzącej do minus 183,15 stopni Celsjusza. Dalsze działania mają być skoncentrowane na dążeniu do działania w temperaturze pokojowej.