p Quando um indivíduo usa o Facebook ou pesquisa no Google, o processamento da informação acontece em um grande data center. As interconexões ópticas de curta distância podem melhorar o desempenho desses data centers. Os sistemas atuais utilizam elétrons, o que pode causar superaquecimento e desperdício de energia. Contudo, utilizar luz para transferir informações entre placas e chips de computador pode melhorar a eficiência. p Professor Assistente de Engenharia Elétrica e Física da Universidade de Washington, Arka Majumdar, O professor associado de Ciência de Materiais e Engenharia e Física Xiaodong Xu e sua equipe descobriram um primeiro passo importante para a construção de nanolasers eletricamente bombeados (ou fontes baseadas em luz). Esses lasers são essenciais no desenvolvimento de interconexões e sensores ópticos integrados de curta distância baseados em fotônica.

p Os resultados foram publicados em uma edição recente de Nano Letras .

p A equipe demonstrou esta primeira etapa por meio da eletroluminescência aprimorada por cavidade a partir de materiais de monocamada atomicamente finos. A espessura deste material produz uma coordenação eficiente entre os dois componentes principais do laser. Tanto a eletroluminescência com cavidade aprimorada quanto o material permitirão centros de dados com eficiência energética e suporte para computação paralela de alto desempenho.

p Semicondutores atomicamente finos descobertos recentemente geraram interesse significativo por apresentarem emissão de luz no limite 2D. Contudo, devido à extrema finura deste material, sua intensidade de emissão geralmente não é forte o suficiente, e é importante integrá-los com dispositivos fotônicos (nano-lasers, neste caso) para obter mais luz.

p "Os pesquisadores demonstraram eletroluminescência neste material [monocamada atomicamente fina], "Majumdar disse." No ano passado, também relatamos a operação de um laser com bomba ótica de limiar ultrabaixo, usando este material integrado com nano-cavidade. Mas para aplicações práticas, dispositivos acionados eletricamente são necessários. Usando isso, pode-se alimentar os dispositivos usando corrente elétrica. Por exemplo, você alimenta seu apontador laser usando uma bateria elétrica. "

p Majumdar e Xu relataram recentemente eletroluminescência com aumento da cavidade em material atomicamente fino. Uma heteroestrutura de diferentes materiais de monocamada é usada para aumentar a emissão. Sem a cavidade, a emissão é de banda larga (unidirecional) e fraca. Uma nanocavidade aumenta a emissão e também permite a operação monomodo (direcionada). Isso permite a modulação direta da emissão, um requisito crucial para a comunicação de dados.

p Essas estruturas são de interesse científico atual e são consideradas a nova "corrida do ouro" da física da matéria condensada e da ciência dos materiais. Seu resultado atual e a demonstração anterior de lasers com bomba óptica mostram a promessa de nano-lasers com bomba elétrica, que constitui o próximo marco para esta pesquisa. Esta próxima conquista irá melhorar a eficiência do data center para um desempenho ideal.

p "Nossa equipe está explorando atualmente a integração dos materiais da monocamada com uma plataforma de nitreto de silício, "Majumdar disse." Através deste trabalho, esperamos alcançar a cobiçada compatibilidade do CMOS [óxido metálico complementar-semicondutor], que é o mesmo processo pelo qual os processadores de computador são fabricados hoje. "

p A pesquisa é apoiada por doações da National Science Foundation e do Air Force Office of Scientific Research.