Eletrônica e luz não combinam bem em um "chip CMOS padrão. O pesquisador Satadal Dutta da Universidade de Twente agora consegue introduzir uma conexão de luz no coração de um chip semicondutor. Desta forma, dois circuitos podem ser isolados e ainda se comunicar. Ou:os mundos da eletrônica e fotônica estão conectados.

O que é particularmente atraente na solução da Dutta é que nenhum material ou processo de fabricação especial é necessário:a luz vem do silício. A fonte de luz, detector e o canal de luz podem ser feitos usando a tecnologia que é usada para fazer os circuitos eletrônicos. Circuitos totalmente ópticos estão disponíveis hoje em dia, mas eles usam materiais como fosfeto de índio e arseneto de gálio, que não pode ser facilmente combinado com os processos de chip CMOS usados ​​para chips semicondutores que você encontrará nos smartphones de hoje, por exemplo.

Avalanche LED

A alternativa seria:fazer uma fonte de luz LED de silício. E esse é o problema:o silício emite apenas uma pequena quantidade de luz infravermelha, enquanto um detector feito de silício precisa de luz visível. Eles estão falando e ouvindo em diferentes comprimentos de onda. Dutta, portanto, escolhe uma saída notável:conecte o LED ao contrário. Em baixas tensões, não há corrente e luz, mas com uma voltagem alta o suficiente, haverá uma pequena corrente que se amplifica como uma avalanche. Neste 'modo avalanche, "o LED transmitirá luz visível. Usando o mesmo processo, o detector de luz, assim como o canal de luz intermediário pode ser feito. Graças à estrutura de pente especial que Dutta projetou para isso, a fonte de luz fica mais uniforme e eficiente em termos de energia.

Um link óptico em um chip é uma boa maneira de isolar 'galvanicamente' dois circuitos um do outro. Isso geralmente é necessário nos casos em que um circuito é de baixa tensão e baixa corrente, enquanto o outro é um circuito de alta potência. Eles devem estar conectados, mas não por fios condutores, por razões de segurança. Um transformador clássico é uma opção então, mas uma conexão óptica também é freqüentemente usada. Até agora, este é um optoacoplador separado, 'que é grande e tem velocidade limitada. A nova solução de Dutta é muito mais compacta como alternativa:é total, tem apenas algumas dezenas de mícrons e oferece a proteção necessária em taxas de bits mais altas. Em comparação com canais ópticos em circuitos totalmente ópticos, o consumo de energia é relativamente alto, como há bastante dispersão de luz. Por outro lado:projetar a eletrônica em torno do link óptico de maneira eficiente, a quantidade de luz necessária para uma conexão bem-sucedida, pode ser reduzido ao mínimo.

Circuitos totalmente ópticos podem se tornar a "nova eletrônica, "dizem as previsões. Na transição dos circuitos eletrônicos para os ópticos, circuitos híbridos, como aquele que Dutta projetou, poderia desempenhar um papel importante.