Terobosan Fotonik Silikon: "Potongan Terakhir yang Hilang" Kini Menjadi Kenyataan
Tim peneliti internasional meluncurkan laser semikonduktor gelombang kontinu yang dipompa secara elektrik pertama yang dirancang untuk integrasi mulus dengan silikon.
Para ilmuwan dari Forschungszentrum Jlich (FZJ), Universitas Stuttgart, Institut Leibniz untuk Mikroelektronika Kinerja Tinggi (IHP), dan mitra mereka dari Prancis CEA-Leti telah berhasil mengembangkan laser semikonduktor gelombang kontinu pertama yang dipompa secara elektrik yang seluruhnya terbuat dari unsur-unsur golongan IV, yang umumnya disebut sebagai "golongan silikon" dalam tabel periodik.
Laser inovatif ini dibuat dari lapisan tipis silikon-germanium-timah dan germanium-timah. Hebatnya, ini adalah laser pertama dari jenisnya yang tumbuh langsung pada wafer silikon, yang membuka jalan bagi kemajuan dalam fotonik terintegrasi pada chip. Temuan penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal Nature Communications yang bergengsi.
Meningkatnya Permintaan untuk Fotonik Hemat Energi
Pertumbuhan pesat kecerdasan buatan (AI) dan Internet of Things (IoT) mendorong permintaan akan perangkat keras yang semakin kuat dan hemat energi. Transmisi data optik, dengan kemampuannya untuk mentransfer sejumlah besar data sambil meminimalkan kehilangan energi, sudah menjadi metode yang disukai untuk jarak di atas satu meter dan terbukti menguntungkan bahkan untuk jarak yang lebih pendek.
Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan signifikan telah dicapai dalam mengintegrasikan komponen aktif optik secara monolitik pada chip silikon. Komponen utama, termasuk modulator berkinerja tinggi, fotodetektor, dan pemandu gelombang telah dikembangkan. Namun, tantangan yang sudah lama ada adalah kurangnya sumber cahaya yang dipompa secara elektrik dan efisien yang hanya menggunakan semikonduktor Grup IV(Group IV semiconductors. ).*
* Semikonduktor Golongan IV adalah material yang terbuat dari unsur-unsur dalam golongan IV tabel periodik, termasuk silikon (Si), germanium (Ge), timah (Sn), karbon (C), dan timbal (Pb). Semikonduktor ini digunakan dalam mikroelektronika dan nanoelektronika, dan diharapkan menjadi penting dalam perangkat kuantum masa depan.
Hingga saat ini, sumber cahaya tersebut secara tradisional mengandalkan material III-V*, yang sulit dan karenanya mahal untuk diintegrasikan dengan silikon. Laser baru ini mengatasi kesenjangan tersebut, membuatnya kompatibel dengan teknologi CMOS* konvensional untuk fabrikasi chip dan cocok untuk integrasi yang mulus ke dalam proses manufaktur silikon yang ada. Oleh karena itu, laser ini dapat dilihat sebagai "bagian terakhir yang hilang" dalam kotak peralatan fotonik silikon.
