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 據(jù)外媒報道，50多年來，科學家一直在尋找制造能發(fā)光的硅材料的方法。它已經(jīng)成為微電子界的“圣杯”。發(fā)光硅的初選將意味著更快的芯片內(nèi)通信、更低的產(chǎn)熱和更高的電力效率?，F(xiàn)在，來自埃因霍溫科技大學(TU/e)的研究人員通過制造一種能發(fā)光的新型六角形硅合金解決了這個長達數(shù)十年的難題。

　　六邊形的形狀是創(chuàng)造直接帶隙發(fā)射光子的關鍵。

　　“關鍵在于所謂的半導體帶隙本質(zhì)，”TU/e項目負責人Erik Bakkers指出，“如果一個電子從導帶‘降’到價帶，半導體就會發(fā)出光子：光。”

　　在傳統(tǒng)的立方硅中，由于導帶和價帶被取代形成了一個間接帶隙，所以不能發(fā)射光子。然而，50年前的理論認為，六角形的合金硅和鍺會有一個直接帶隙。這其中的訣竅就在于制造出這樣一種合金。

　　這一目標一直到人們發(fā)現(xiàn)電子管和電線之后才得以實現(xiàn)。2015年的時候，該團隊曾用另一種材料制造出了六邊形硅，另外他們還將其作為模板開發(fā)出了帶有鍺外殼的六邊形硅。

　　“我們能夠做到讓硅原子建立在六邊形模板上這點，這迫使硅原子在六邊形結構中生長，”該團隊論文的合著者Elham Fadaly說道。

　　相關研究報告已發(fā)表在《自然》上。

　　現(xiàn)在，研究人員需要開發(fā)一種硅兼容的激光器。據(jù)Bakkers披露，他們可能能在今年年底之前打造出這樣一款設備。“如果一切順利，我們可以在2020年制造出一種硅基激光器。這將使得光學功能在主流電子平臺上緊密集成，這將打破片上光通信和基于光譜學的廉價化學傳感器的前景。”

　　由于光子不受電阻的影響并且在傳導介質(zhì)中的散射更小，所以在這過程中不會產(chǎn)生熱量，因此能讓功耗大大降低。此另外，在未來的光子硅上，芯片內(nèi)和芯片間的通信速度可以提高1000倍。該技術有著許多應用場景，諸如自動駕駛車輛中的激光雷達、醫(yī)療和食品行業(yè)的化學傳感器等等。