De elektronische dataverbindingen binnen en tussen microchips vormen steeds meer een bottleneck in het wereldwijd exponentieel groeiende dataverkeer. Optische verbindingen zijn de gedoodverfde opvolger, maar optische datatransmissie vereist een adequate nanolichtbron - en die bestond nog niet. Onderzoekers van de groepen Photonic Integration (EE) en Photonics and Semiconductor Nanophysics (TN) lijken nu echter een goede kandidaat te hebben ontwikkeld.

De onderzoekers ontwikkelden een led van slechts enkele honderden nanometers groot, met een geïntegreerd lichtkanaaltje (waveguide) voor transport van het lichtsignaal. Deze geïntegreerde nano-led doet het qua efficiëntie zeker duizend keer beter dan de beste elders ontwikkelde varianten.

De winst halen de Eindhovense onderzoekers vooral met de kwaliteit van de geïntegreerde koppeling van de lichtbron (de led) en het lichtkanaaltje. Ze verspillen daar veel minder licht en krijgen dus veel meer licht in het kanaaltje. De efficiëntie van de nieuwe nano-led ligt nu nog tussen de 0,01 procent en 1 procent, en de onderzoekers verwachten dat ze daar binnenkort ruim boven zitten, dankzij een nieuwe productiemethode.

Een andere belangrijke eigenschap van de nieuwe nano-led is dat hij is geïntegreerd in een silicium ondergrond, op een membraan van indiumfosfide. Silicium is hét basismateriaal voor microchips, maar het is niet geschikt voor lichtbronnen - en dat is indiumfosfide wel. Verder blijkt uit testen dat het nieuwe element elektrische signalen razendsnel omzet in optische signalen en datasnelheden aankan van meerdere gigabits per seconde.

De TU/e’ers denken dat hun nanoled een levensvatbare oplossing is om de rem te halen van de groei van het dataverkeer in chips. Maar qua toekomstperspectief zijn ze voorzichtig. De ontwikkeling is nog niet ver genoeg om overgenomen te worden door de industrie en de benodigde productietechnologie moet nog van de grond komen.

Het bewuste artikel is ‘open access’ gepubliceerd en is hier te vinden.

Bron: Persteam TU/e