Hocheffiziente Nano-LED

8. Februar 2017, 12:43 Uhr
Hocheffiziente Nano-LED
Hocheffiziente Nano-LED
Im exponentiell wachsenden weltweiten Datenverkehr stellen sich die Datenverbindungen innerhalb oder zwischen ICs immer mehr als Engpass heraus. Der Einsatz optischer Verbindungen könnte diesen Flaschenhals weiten, doch dafür ist eine adäquate sehr kleine Lichtquelle die Voraussetzung – und diese wurde jetzt gefunden!

Wissenschaftlern der TU Eindhoven ist es gelungen, eine Nano-LED zu entwickeln, deren Wirkungsgrad um den Faktor 1000 höher liegt als bei herkömmlichen Modellen und die einen Datenstrom im Bereich von Gigabits pro Sekunde verarbeiten kann.

Die Datenverbindungen innerhalb von Mikrochips, die so genannten Interconnects, sind für den größten Teil des Energiebedarfs der Chips verantwortlich – einer der Gründe für die weltweite Suche nach optischen (photonischen) Verbindungen. Das Problem ist dabei die Lichtquelle: Sie muss klein genug sein, um in die mikroskopische Struktur eines Mikrochips zu passen und gleichzeitig eine ausreichend hohe Ausgangsleitung bei einem hohen Wirkungsgrad aufweisen. Vor allem der letzte Punkt bereitete enorme Schwierigkeiten.

Die LED, die die TU Eindhoven nun entwickelt hat, ist nur wenige hundert Nanometer groß und verfügt über einen integrierten Lichtkanal (waveguide) zum Transport des Lichtsignals. Der hohe Wirkungsgrad der neuen LED ist vor allem der hervorragenden Kopplung der LED an den Lichtkanal zu verdanken.

Der Forschungsbericht zu der „Waveguide-coupled nanopillar metal-cavity light-emitting diodes on silicon“ ist in Nature Communications erschienen und kann hier eingesehen werden.
 
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