Há mais de 50 anos que se procura um meio de criar silício capaz de emitir luz. Esta tecnologia permitira a construção de circuitos que comunicam mais rapidamente, emitem menos calor e que consomem menos energia.
Uma equipa da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (TU/e) acabou de publicar um artigo na revista Nature, em que anuncia que conseguiu criar uma liga de silício hexagonal capaz de emitir luz. Esta forma hexagonal é a chave para criar uma bandgap (banda proibida) em que o silício emite fotões.
Segundo o gestor do projecto, Erik Bakkers: “O cerne da questão está na natureza da bandgap de um semicondutor. Se um electrão sair da banda de condução para a banda de valência, o semicondutor emite luz.”
No silício tradicional, cúbico, as bandas e valência e de condução são deslocadas, criando uma bandgap indirecta, por isso não são emitidos fotões. Contudo, há 50 anos foi teorizado que uma liga de silício e germânio, com uma configuração hexagonal teria uma bandgap directa. O problema, até agora, era a criação de tal liga.
Esta descoberta só foi possível hoje pelo desenvolvimento de nanotubos e nano fios. A mesma equipa já tinha conseguido desenvolver silício hexagonal em 2015, através do crescimento de nano fios de outro material, utilizando-o como base para desenvolver silício com forma hexagonal com uma capa de germânio.
O passo seguinte para esta equipa é o desenvolvimento de um sistema laser compatível com este novo silício, que, segundo Bakkers, deverá estar pronto antes do fim deste ano.
“Se tudo correr bem, podemos criar um laser baseado em silício em 2020. Isto iria permitir uma grande integração da funcionalidade óptica na plataforma electrónica dominante, que, por sua vez, abriria hipóteses de comunicação óptica dentro de circuitos integrados e sensores químicos baseados em espectroscopia”, afirma Bakkers.
Como os fotões não estão sujeitos a resistência eléctrica, não é produzido calor, por isso o consumo de energia é bastante reduzido. Outra vantagem da tecnologia de silício fotónico é que a velocidade de comunicação dentro dos circuitos integrados ou entre circuitos integrados num dispositivo pode aumentar mil vezes.
Para além dos computadores, esta tecnologia tem muitas outras aplicações, incluindo radar baseado em laser para veículos autónomos e sensores químicos que podem ser utilizados em medicina e na indústria alimentar.
