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(noticias nanowerk) Si bien los chips de computadora son cada año más pequeños y más rápidos, queda un desafío sin resolver: combinar la electrónica y la fotónica en un solo chip. Aunque componentes como los microLED están disponibles como chips individuales y guías de ondas como pequeños cables de fibra óptica, los materiales necesarios para un chip armonizado son demasiado diferentes.
Un novedoso proceso de grabado podría representar ahora un avance decisivo para la combinación de fuentes de luz y fibras ópticas. En el proyecto OptoGaN, investigadores de la Universidad Técnica de Braunschweig y de la Universidad Friedrich Schiller de Jena trabajan en nitruro de galio poroso.
La idea común de los grupos de investigación implicados ofrece un amplio abanico de posibles aplicaciones. Los socios del proyecto quieren implementar tres de estas ideas junto con una start-up cada una como demostrador. De ello se benefician tecnologías como las guías de ondas, los ordenadores neuromórficos y el ordenador cuántico con trampa de iones del valle cuántico de Baja Sajonia. Al mismo tiempo, el recién fundado Centro Tecnológico de Nitruros (NTC) en la TU Braunschweig apoyará el desarrollo de la tecnología de nitruros al más alto nivel y la pondrá en práctica.
Pero ¿qué posibles usos existen para esta nueva tecnología? Por ejemplo, las computadoras cuánticas todavía requieren grandes sistemas láser para manipular sus iones. Si se van a sumar cada vez más bits cuánticos en el ordenador, este sistema láser tiene que ser considerablemente más pequeño, en el mejor de los casos, del tamaño de un chip. Sin embargo, el material estándar para las guías de ondas en chips, el dióxido de silicio, absorbe exactamente las longitudes de onda críticas de la luz. El nitruro de galio poroso podría ofrecer una alternativa y llevar la luz individual al ion individual con pocas pérdidas.
Conocimientos especializados adicionales en el manejo del nitruro de galio.
El semiconductor poroso se basa en un nuevo proceso de grabado selectivo. Los investigadores utilizan esto para crear canales (poros) alargados y llenos de aire en las estructuras de nitruro de galio. De esta manera también son concebibles guías de ondas tridimensionales con una compleja guía óptica de la luz. Dado que el nitruro de galio y el proceso son compatibles con los métodos de producción de LED existentes, también serán posibles circuitos electrónicos y fotónicos integrados.
Para realizar los innovadores canales semiconductores para guiar la luz, los investigadores de Braunschweig y Jena combinan conocimientos complementarios y equipos especiales. El proceso de grabado utilizado aquí tiene un componente tanto electrónico como químico. En primer lugar, los investigadores de Braunschweig fabrican el material base capa por capa. Luego, el chip semiconductor viaja a Jena para la implantación de iones. Los investigadores de Jena dopan el chip y modifican específicamente sus propiedades electrónicas. Finalmente, el chip tiene que regresar a Braunschweig, donde el proceso de grabado químico crea la estructura porosa final.
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