Uma equipe da Escola de Stanford de Engenharia tem demonstrado o funcionamento de um diodo emissor de luz (LED), ultraleve, em nanoescala, cuja ordem de magnitude no consumo de energia é extremamente menor que os sistemas capazes de transmitir dados em taxas velozes. O dispositivo consegue conduzir 10 bilhões de bits por segundo. Os pesquisadores dizem que é um grande passo à frente na criação de um chip prático e com baixo consumo de energia para transmissão on-chip de dados.
Jelena Stanford Vuckovic, um professor associado de Engenharia Elétrica, e Gary Shambat, doutorando em Engenharia Elétrica, anunciaram o dispositivo em um trabalho de pesquisa na revista Nature Communications.
Vuckovic tinha no início o interesse de produzir um laser em nanoescala, que foi igualmente eficiente e rápido, mas esse dispositivo era operado somente em temperaturas abaixo de 150 graus Kelvin, cerca de menos 190 graus centígrados, tornando-o impraticável para uso comercial. O novo dispositivo funciona à temperatura ambiente e pode, portanto, representar um passo importante para a próxima geração de chips de computador.
“Fontes de luz de baixo consumo eletricamente controladas são vitais para a próxima geração de sistemas ópticos e para atender as crescentes demandas energéticas da indústria de computadores”, disse Vuckovic. “Isso nos move nessa direção de maneira significativa.”
Único modo de luz
O LED em questão é um “LED de um só modo”, um tipo especial de diodo que emite luz mais ou menos em um único comprimento de onda, de forma semelhante a um laser.
“Tradicionalmente, os engenheiros pensaram lasers que só podem comunicar-se em altas taxas de dados e com baixo consumo de energia”, disse Shambat. “Nosso LED de modo único, nanofotônico, pode executar todas as mesmas tarefas que lasers, mas com potência bem menor.”
Os nanofotônicos são a chave para a tecnologia. No coração de seus dispositivos, os engenheiros têm inserido pequenas ilhas do material emissor de luz material, arseneto de índio que, quando pulsadas com eletricidade, produzem luz. Esses “pontos quânticos” são cercados por cristais fotônicos – uma série de pequenos buracos gravados em um semicondutor. O cristal fotônico serve como um espelho que rebate a luz em direção ao centro do dispositivo, confinando-o dentro do LED e forçando-a ressoar a uma frequência única.
“Em outras palavras, torna-se de modo único”, disse Shambat.
“Sem esses ingredientes nanofotônicos – os pontos quânticos e os de cristal fotônico – é impossível fazer um LED eficiente, de modo único e rápido, tudo ao mesmo tempo”, disse Vuckovic.
Autor: Agência Sciencedaily
