Il carburo di silicio è noto per essere difficile da lavorare, ma i ricercatori stanno ora sfruttando le sue proprietà uniche. Credito:Shutterstock
Una collaborazione con l'Università di Harvard ha portato allo sviluppo di un modulatore elettro-ottico di nuova generazione che potrebbe eliminare il suo ingombrante predecessore attraverso la creazione di un sistema su chip più piccolo, più forte, più freddo, più veloce ed economico.
Il nuovo modulatore è stato reso possibile grazie all'utilizzo di un composto "difficile":il carburo di silicio. Il carburo di silicio è stato riconosciuto per la prima volta come un materiale meraviglioso per la fotonica più di tre decenni fa, quando si è scoperto che mostrava l '"effetto Pockels", una tecnica di polarizzazione della luce utilizzata nell'ingegneria elettrica. Nonostante l'eccezionale durata del carburo di silicio in ambienti elettrici, meccanici e di radiazioni impegnativi, il suo utilizzo nella fotonica è stato limitato.
I ricercatori credono alla loro tecnica, che è stata descritta in Nature Communications , farà avanzare le comunicazioni quantistiche e la fotonica a microonde facilitando l'integrazione fotonica; la cointegrazione con l'elettronica tradizionale e gli emettitori quantistici.
Il ricercatore capo della School of Electrical and Information Engineering dell'Università di Sydney, il professor Xiaoke Yi, ha dichiarato:"L'uso del carburo di silicio aprirà potenzialmente un nuovo capitolo di opportunità nella fotonica per varie applicazioni, incluso il calcolo quantistico".
I modulatori elettro-ottici codificano i segnali elettrici su una portante ottica. Sono essenziali per il funzionamento dei sistemi di comunicazione globali e dei data center utilizzati in una vasta gamma di applicazioni e contesti industriali come l'intelligenza artificiale (AI), le reti a banda larga e l'elaborazione ad alte prestazioni.
"I modulatori che utilizzano l'effetto Pockels consentono la trasmissione di dati a bassa perdita, ultraveloce e ad ampia larghezza di banda. Il superamento della precedente impraticabilità del carburo di silicio può consentire circuiti integrati fotonici unici per trasmettere ed elaborare segnali a banda larga e ad alta velocità, nonché per emergere tecnologie quantistiche", ha affermato il professor Yi, affiliato del Sydney Nano Institute.
"Speriamo anche che contribuirà a integrare la fotonica con l'elettronica, aprendo potenzialmente la strada a una nuova generazione di dispositivi integrati utilizzati per l'elaborazione del segnale, la fotonica a microonde, le interconnessioni da chip a chip o intra-chip".
Il ricercatore capo dell'Università di Harvard, il professor Marko Loncar, ha dichiarato:"Il modulatore al carburo di silicio troverà probabilmente applicazioni nelle comunicazioni quantistiche. Ad esempio, potrebbero essere utilizzati per controllare le proprietà temporali e spettrali degli emettitori quantistici che esistono in questo materiale, nonché per indirizzare i fotoni in modo riconfigurabile."
È stato dimostrato che il modulatore dell'Università di Sydney e di Harvard non ha degradazione del segnale e ha dimostrato operazioni stabili a intensità ottiche elevate, consentendo rapporti segnale-rumore ottici elevati per le moderne comunicazioni nei data center, 6G e satelliti e futura Internet quantistica. + Esplora ulteriormente
