Computação Ótica

Pesquisadores do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) demonstraram o primeiro laser feito a partir de germânio, que pode definir novos rumos para a transmissão de dados através de chips de silício. Os novos materiais condutores que usam luz são menores e muito mais rápidos que transistores de silício — uma corrente elétrica atinge cerca de 10% da velocidade da luz. As pesquisas recentes unem o uso da luz com outras áreas da tecnologia.

Um dos principais benefícios da computação fotônica é a menor quantidade de calor.

No momento, o laser de germânio do MIT opera em um ambiente com temperatura controlada e ainda consome uma quantidade alta de energia, que espera-se ser reduzida. O laser de germânio, portanto, pode ser o passo definitivo para o uso de luz em circuitos de computadores.

Os semicondutores são divididos em dois grupos: os com lacunas diretas na banda de Valencia e os com lacunas indiretas na banda de Valencia, como germânio e silício. Simplificando tudo, lasers feitos de semicondutores funcionam da seguinte maneira: adiciona-se energia a um elétron, que então pode atingir dois estados. No primeiro, ele libera energia como um fóton e gera o laser, enquanto no segundo ele a libera de outras maneiras, como calor. Um condutor com lacuna direta chama os elétrons com pouca energia e os transformam em luz, mas um condutor com lacuna indireta já precisa desses elétrons com muita energia.

Por isso, materiais com lacuna indireta, até agora, eram considerados incapazes de produzir laser. Porém, mais do que a demonstração do laser, os pesquisadores acabaram com esse conceito largamente difundido. Nesse caso, pesquisadores adicionaram fósforo ao germânio, o que permitiu que o germânio atingisse o estágio para emitir o laser. Silício e germânio têm propriedades térmicas diferentes, então o aquecimento do processo de fabricação modificou a estrutura da banda de Valencia, diminuindo essa diferença de energia. Com um condutor de diferença indireta de lacuna, essa energia não é suficiente para emitir o laser. Os pesquisadores do MIT completaram essa diferença com fósforo adicionado ao germânio. Os pesquisadores injetam pares de elétrons e buracos ao germânio.