Silício emite luz visível pela primeira vez

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/04/2013

Ao trocarem dados por luz, em vez de eletricidade, os processadores fotônicos serão muito mais rápidos e consumirão muito menos energia.
[Imagem: University of Pennsylvania]

Computação fotônica

O silício é o material-maravilha por excelência - há quem diga que estamos na Era do Silício, tal é a importância do elemento para a moderna tecnologia.

Até agora se poderia dizer que, mesmo para um elemento tão versátil, nem tudo seria possível - como emitir luz, por exemplo.

Mas agora o silício se desdobrou e conseguiu colocar mais essa propriedade em sua longa lista de feitos memoráveis.

Pesquisadores conseguiram, pela primeira vez, fazer com que o silício "bruto", sem dopagens, emitisse luz.

E ele o fez de forma a não deixar dúvidas, emitindo luz de largo espectro na faixa visível, em temperatura ambiente.

Este é um passo importante para a longamente esperada mesclagem de componentes eletrônicos e fotônicos no interior dos processadores, levando aos computadores fotônicos.

Ao trocarem dados por luz, em vez de eletricidade, os processadores fotônicos serão muito mais rápidos e consumirão muito menos energia.

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Tirando luz do silício

Alguns semicondutores emitem luz quando são energizados - eles produzem fótons, em vez de produzir calor. Este fenômeno é comum e usado, por exemplo, nos diodos emissores de luz, ou LEDs

Infelizmente, o silício não é um desses semicondutores, produzindo muito poucos fótons - em compensação, ele gera muito calor.

O problema é que os semicondutores bons em emitir luz, os chamados cristais fotônicos, como o sulfeto de cádmio, têm uma condutividade elétrica muito ruim, e não são compatíveis com a tecnologia usada na fabricação dos processadores.

Isto mostra a importância do feito de Chang-Hee Cho e Ritesh Agarwal, da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos.

Foto do emissor de luz de silício, funcionando a temperatura ambiente.
[Imagem: University of Pennsylvania]

Eles deram um jeito de escapar da encruzilhada fotônica encapsulando o silício em vidro e prata.

O revestimento de prata permite o espalhamento de ondas de elétrons conhecidas como plásmons de superfície, ondas que são essencialmente uma combinação de elétrons oscilantes e luz, e que ficam confinadas na interface entre a prata e o silício.

Com o diâmetro correto do fio de silício, o revestimento de prata cria pacotes de ressonância e campos eletromagnéticos altamente confinados - em outras palavras, luz, que sai pelo nanofio de silício.

"Quando combinamos as portadoras imediatamente, então nós produzimos luz no silício," disse Agarwal.

Forcinha extra

Mas nem tudo está pronto, porque o emissor de luz de silício está sendo excitado por um laser azul, que é a forma mais simples de gerar os plásmons de superfície.

O próximo passo da pesquisa é fazer com que tudo isso funcione excitando o silício diretamente com eletricidade.

"Quando você faz o próprio silício emitir luz, você não precisa ter uma fonte de luz externa no chip. Nós poderemos excitar o silício eletricamente e ter o mesmo efeito, e poderemos fazer isso com fios entre 20 e 100 nanômetros de diâmetro, o que é compatível em termos de escala com os componentes eletrônicos atuais," concluiu o pesquisador.

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