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Chip al germanio che spostano dati via laser, idea italiana

Un gruppo di ricercatori, tra cui quelli del Politecnico di Milano, ha elaborato un metodo per rendere il germanio un materiale in grado di emettere luce laser.

Chip al germanio che spostano dati via laser, idea italiana

Un gruppo di ricercatori del Politecnico di Milano, del Politecnico Federale di Zurigo e del Paul Scherrer Institute (Svizzera) ha trovato un metodo per rendere il germanio un materiale in grado di emettere luce laser. La scoperta è stata annunciata su "Nature Photonics". Il germanio, insieme al silicio, potrebbe costituire la base per realizzare chip innovativi in cui le informazioni vengono trasmesse mediante la luce. Questa tecnologia rivoluzionaria consentirebbe un enorme miglioramento delle prestazioni dei computer, limitandone al tempo stesso il consumo energetico.

Attualmente i computer usano un numero ridotto di core (tipicamente due o quattro). I computer del futuro conterranno centinaia di core in silicio, che devono essere interconnessi in maniera rapida ed efficiente dal punto di vista energetico, cosa difficile - se non impossibile - con le tecnologie attualmente in uso. La soluzione è quella di trasmettere dati tramite impulsi laser, simili a quelli che viaggiano per migliaia di chilometri sulle fibre ottiche transoceaniche, anche per la comunicazione tra core, che avviene invece su scala nanometrica. La possibilità di integrare su microchip di silicio un laser in germanio risulta quindi cruciale per raggiungere questo obiettivo.

Il gruppo di ricercatori ha dimostrato come il germanio possa essere trasformato in un materiale laser. Il germanio è un elemento chimicamente compatibile con il silicio e con i processi di produzione degli odierni microprocessori. Se sottoposto a elevati sforzi di tipo tensile può emettere molta più radiazione luminosa di quanto non avvenga nel caso del materiale senza deformazioni.

Questo grazie alla modificazione dei livelli elettronici responsabili dell'emissione di luce laser. Le forze da applicare sono però pari a circa 30.000 chilogrammi per centimetro quadrato, equivalenti allo sforzo che un solo dito dovrebbe sostenere per sollevare un T.I.R. Inoltre tale sforzo deve essere applicato senza alcuna azione meccanica esterna se si vuole rendere il processo perfettamente compatibile con la fabbricazione di microprocessori.

"La soluzione che abbiamo trovato è quella di amplificare di circa 20 volte gli sforzi interni già presenti nei film di germanio depositato su silicio", ha affermato Giovanni Isella, ricercatore del Politecnico di Milano. "Questo si ottiene fabbricando dei micro-ponti di germanio in cui, col ridursi della sezione del ponte stesso, aumenta il grado di deformazione e di conseguenza l'intensità della luce emessa".

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