اخبار معلوماتية

شرائح ضوئية ستحدث ثورة في عالم الحوسبة وفي صناعة الالكترونيات الدقيقة

نحن اليوم في زمن نستخدم وننتج فيه كل عام المزيد من البيانات. ويخشى العلماء من التخمة، فالتقنيات المتوفرة حاليا، القائمة على الشرائح الإلكترونية، وصلت إلى أعلى حد ممكن من الاستيعاب. والعامل الذي يعيق هذا الاستيعاب حسب العلماء هو الحرارة، الحرارة الناتجة عن تنقل جُسيمات الكترون عبر خطوط النحاس التي تربط العديد من الترانزستورات في الشرائح الإلكترونية الصغيرة.
لذا العالم اليوم بحاجة إلى تقنية جديدة لا تنتج الحرارة كي يواصل البشري نقل المزيد من البيانات كل عام. من هنا جاءت أبحاث فريق جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا باستخدام تقنية  photonics، التي تستخدم الفوتون، جُزيئات الضوء لنقل البيانات.
فجُسيم الفوتون لا يولد مقاومة عند التنقل على خلاف الالكترونات، فبسبب انعدام الكتلة الساكنة للفوتون فهو أقل تشتتًا عند التنقل ولا يتأثر في المسافات الطويلة. ولا ينتج أي حرارة. مما يؤدي لتخفيض استهلاك الطاقة. بالإضافة لذلك، يمكن زيادة سرعة نقل البيانات في الشرائح ومن شريحة إلى أخرى بحوالي ألف مرة من خلال استبدال الاتصالات الكهربائية داخل الشريحة بالاتصالات البصرية. أمر سيساعد أولا وبشكل كبير مراكز البيانات من خلال نقل أسرع للبيانات واستخدام أقل للطاقة لنظام التبريد.
في عودة لشرائح السيليكون فهي تحتاج إلى مصدر ضوء لاستخدام الضوء للاتصال الضوئي، فالمادة الرئيسية للشرائح الإلكترونية هي السيليكون، والسيليكون الخام غير فعال في تقنية نقل البيانات عبر الضوء أو الــ photonics. مما جعل العلماء يلجأون في أبحاث سابقة إلى semiconductor اوشبه موصل أكثر تعقيدا، كــ gallium arsenideوindium  phosphide .وهي مواد تساعد على انبعاث الضوء ولكنها أكثر كلفة من السيليكون ومن الصعب دمجها في شرائح السيليكون الموجودة.
لتطوير ليزر متوافق مع السيليكون، يحتاج العلماء إلى إنتاج شكل معين من أشكال السيليكون التي يمكن أن ينبعث منها الضوء. وهذا ما نجح بالقيام به الباحثون من جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا  تحت اشراف Erik Bakkers مع باحثين من جامعات Jena، Linz و Munich، فجمعوا بين السيليكون و الجرمانيوم، عنصر كيميائي شبه موصل، في بنية سداسية ينبعث منها الضوء.
تقول الباحثة إلهام فضالي من جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا “إن الفريق تمكن من الوصول إلى البينية السداسية عن طريق بناء ذرات السيليكون على قالب سداسي، مما أجبر ذرات السيليكون على النمو في الهيكل السداسي”.
بالرغم من أن الباحثين لم يتمكنوا بعد من الوصول إلى انبعاث الضوء من السيليكون. يقول Erik Bakkers:”إن الفريق قد توصل لخصائص بصرية يمكن مقارنتها مع شرائح   gallium arsenideو indium phosphide ، وتطوير ليزر قادر على أداء الطباعة الضوئية  خلال عام  2020 “.

Similar Posts