91儀器信息近日，IBM研究人員成功地通過硅線有效地引導(dǎo)可見光，這是探索新型更快、更高效邏輯電路的重要里程碑。
 　　該研究成果發(fā)表于光學(xué)學(xué)術(shù)期刊Light: Science & Applications。
 　　在過去的15年里，單個(gè)處理器內(nèi)核的時(shí)鐘速率停滯在幾千兆赫。一個(gè)擺脫停滯的方法就是光電路，其中信息被編碼在光中而不是電子中。
 　　2019年，IBM的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)與學(xué)術(shù)界的合作建造了世界上第一個(gè)能夠在室溫下工作的超快全光晶體管。此次的研究要著力解決的是另一難題：硅波導(dǎo)。硅波導(dǎo)連接晶體管的橋梁，可以最小的損耗在它們之間傳輸光。
 　　硅是可見光的強(qiáng)吸收體，這使得它非常適合在光伏電池板中捕捉陽光，但對(duì)于光吸收意味著信號(hào)損失。
 　　因此，IBM研究人員想出了一些方法來使用成熟的硅技術(shù)，同時(shí)規(guī)避吸收問題。他們的解決方案包括被稱為高對(duì)比度光柵的納米結(jié)構(gòu)。
 　　為了確保他們的光柵設(shè)計(jì)能夠滿足要求，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了模擬。他們發(fā)現(xiàn)光柵可以在很寬的波長范圍內(nèi)有效地引導(dǎo)光線。所需要做的就是選擇光柵柱之間的正確間距，并使光柵柱本身在15納米的精確范圍內(nèi)具有正確的厚度。
 　　該團(tuán)隊(duì)下一步任務(wù)將是設(shè)計(jì)光從波導(dǎo)到其他元件的有效耦合。這將是該團(tuán)隊(duì)多年探索性研究項(xiàng)目的關(guān)鍵一步，該項(xiàng)目的目標(biāo)是將他們?cè)?019年展示的全光晶體管集成到能夠執(zhí)行簡單邏輯運(yùn)算的集成電路中。
 　　團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，他們的低損耗硅波導(dǎo)可以使新的光子芯片設(shè)計(jì)用于生物傳感和其他依賴可見光的應(yīng)用。它還可能有益于更高效的光學(xué)元件工程，如廣泛用于激光器和調(diào)制器。