Elettronica e luce non vanno d'accordo su un chip "CMOS" standard. Il ricercatore Satadal Dutta dell'Università di Twente è ora riuscito a introdurre una connessione leggera nel cuore di un chip a semiconduttore. In questo modo, due circuiti possono essere isolati e continuare a comunicare. Oppure:i mondi dell'elettronica e della fotonica sono collegati.

Ciò che è particolarmente interessante della soluzione di Dutta è che non sono necessari materiali speciali o processi di produzione:la luce proviene dal silicio. La fonte di luce, rivelatore e il canale luminoso possono essere realizzati utilizzando la tecnologia utilizzata per realizzare i circuiti elettronici. Oggigiorno sono disponibili circuiti completamente ottici, ma usano materiali come fosfuro di indio e arseniuro di gallio, che non può essere facilmente combinato con i processi di chip CMOS utilizzati per i chip a semiconduttore che troverai negli smartphone di oggi, Per esempio.

LED da valanga

L'alternativa sarebbe:realizzare una sorgente luminosa a LED in silicio. E questo è il problema:il silicio emette solo una piccola quantità di luce infrarossa, mentre un rivelatore in silicio necessita di luce visibile. Stanno parlando e ascoltando a diverse lunghezze d'onda. Dutta sceglie quindi una via d'uscita notevole:collegare il LED al contrario. A basse tensioni, non c'è corrente e luce, ma a una tensione abbastanza alta, ci sarà una piccola corrente che si amplifica come una valanga. In questa 'modalità valanga, " il LED trasmetterà la luce visibile. Utilizzando lo stesso processo, il rilevatore di luce, così come il canale di luce in mezzo può essere fatto. Grazie alla speciale struttura a pettine che Dutta ha progettato per questo, la sorgente luminosa diventa più uniforme ed efficiente dal punto di vista energetico.

Un collegamento ottico su un chip è un buon modo per isolare 'galvanicamente' due circuiti l'uno dall'altro. Questo è spesso necessario nei casi in cui un circuito è a bassa tensione e bassa corrente, mentre l'altro è un circuito ad alta potenza. Dovrebbero essere collegati, ma non conducendo fili, per motivi di sicurezza. Un trasformatore classico è un'opzione quindi, ma spesso viene utilizzato anche un collegamento ottico. Fino ad ora, questo è un "optoaccoppiatore" separato, ' che è grande e ha una velocità limitata. La nuova soluzione di Dutta è in alternativa molto più compatta:totale, è solo poche decine di micron e offre la protezione necessaria a bit rate più elevati. Rispetto ai canali ottici nei circuiti completamente ottici, il consumo di energia è relativamente alto, poiché c'è una certa dispersione di luce. D'altra parte:progettare l'elettronica attorno al collegamento ottico in modo efficiente, la quantità di luce necessaria per una connessione riuscita, può essere ridotto al minimo.

I circuiti completamente ottici possono diventare la "nuova elettronica, " dicono le previsioni. Nel passaggio dai circuiti elettronici a quelli ottici, circuiti ibridi, come quello disegnato da Dutta, potrebbe svolgere un ruolo importante.