Dorine Schenk
Fotonica is een stap dichterbij dankzij onderzoek van onder andere de TU Eindhoven. Elektronica op basis van licht heeft veel voordelen. Licht kan tot duizend keer sneller signalen op een chip overbrengen en ondervindt veel minder weerstand dan elektronen, wat warmteproductie scheelt.
Voor goedkope fotonica, die gemakkelijk ingepast kan worden in de huidige elektronica is een lichtbron nodig die past in de huidige siliciumstructuren. Silicium is zelf kan wel licht geleiden, maar is extreem inefficiënt in het uitzenden ervan. Spijtig, want het materiaal is ruimschoots aanwezig op aarde en is een goede halfgeleider voor elektronicatoepassingen. Daarom wordt er voor optische toepassingen in elektronica nu vooral gekeken naar complexere (en duurdere) halfgeleiders, zoals galliumarsenide en indiumfosfide.
De Eindhovenaren pasten de atomaire structuur van een legering van silicium en germanium zo aan dat het wel licht uit kan zenden door het in een zeshoekige kristalstructuur te laten groeien, als een schil rondom nanodraadje van galliumarsenide dat al een zeshoekige structuur heeft. Dankzij een Europese samenwerking kregen ze dit materiaal zo zuiver dat het licht uitzendt wanneer je er eerst met een laser op schijnt. De volgende stap is een zelfstandig silicium-germanium-lasertje dat ingebouwd kan worden in de huidige elektronica.
‘Als alles goed gaat, kunnen we in 2020 een laser maken op basis van silicium’, zegt hoofdonderzoeker Erik Bakkers van de TU/e. ‘Dit maakt het mogelijk om optische functionaliteit te integreren in het dominante elektronicaplatform. Daarmee zullen we de vooruitzichten voor optische communicatie op de chip en betaalbare chemische sensoren op basis van spectroscopie openbreken.’
