– Nyckeln till att ytterligare krympa halvledarchips är att ta vara på nanoeffekter för att skapa både nanofotoniska och nanoelektroniska kretsar som kan arbeta tillsammans. Genom att använda ljuspulser för kommunikationen istället för kopparledningar kan chipsen bli billigare, mer effektsnåla och bredbandigare, säger IBM-forskaren Solomon Assefa till nyhetstjänsten EE Times.

IBM har arbetat mot detta mål i många år, och investerat åtskilliga miljoner dollar. Tidigare har bolaget presenterat en kiselmodulator som omvandlar elektriska signaler till ljus, en kiselfördröjning för att buffra optiska signaler, och därtill de vågledare och omkopplare som krävs för att skapa en komplett optisk buss mellan kretsar. Det som saknats har varit något som tar emot ljuset och omvandlar det till elektriska signaler. Men nu har man alltså löst även det problemet, i form av en lavinfotodetektor, gjord i germanium, snabb nog att klara 40 Gbit/s.

– Nu har vi allt vi behöver för att börja integrera fotonikkommunikation jämte transistorerna, och låta den här drömmen bli verklighet, säger Solomon Assefa.

Fotodetektorn tiofaldigar styrkan på ingående signaler genom att utnyttja lavineffekten. Detektorn är bara 30 nm tjock, vilket ska jämföras med andra germaniumfotodetektorer som kan vara flera hundra nm tjocka. Den ultratunna konstruktionen förbättrar lavineffekten — som fungerar bättre ju tunnare materialet är — och minskar enligt IBM därtill bruset till acceptabla nivåer. Att den matas med 1,5 V är också en fördel i integrationsarbetet jämfört med traditionella lavinfotodetektorer som kräver 30 V.

IBM hävdar att denna fotodetektor kan massproduceras sida vid sida med kiseltransistorer och integrerade kiselvågledare.

Än är det dock flera år kvar till kommersiellt genombrott för tekniken. IBMs plan för att integrera kiselfotonik med konvetionella processorer finns på företaget sajt (länk).