Nieuw kristal voor supercomputer
Eén manier om computers nog veel sneller te maken is door hetmaken van driedimensionale computerchips. De huidige gebruiktetechnologie voor het maken van computerchips is niet erg geschiktvoor het maken van driedimensionale ruimtelijke structuren. Destructuren op een chip worden laag voor laag opgebouwd, waardoorhet maken van een uitgebreide structuur een tijdrovende endure klus is.
In twee artikelen in de tijdschriften ‘Advanced FunctionalMaterials’ en ‘Journal of Vacuum Science and Technoloy’ beschrijvenoud-FOM onderzoekers Johanna van den Broek, Willem Tjerkstra, LéonWoldering en Willem Vos met hun collega’s hoe zij in kristallijnsilicium een driedimensionale structuur maken die bestaat uit eenrechthoekig regelmatig patroon van poriën die elkaar loodrechtkruisen. De poriën vormen een diamantstructuur die zich blijkt tegedragen als een halfgeleider voor licht.
Optische computer
Er is een intrigerende analogie tussen kristallijn silicium endiamant en de nieuwe artificiële diamantstructuur: kristallijnsilicium en diamant hebben een verboden energieband waardoorelektronen met deze energieën niet door het kristal kunnen reizen(de band gap).
Deze verboden energieband vormt de basis van de werking vanhalfgeleiders, waarmee stroom wordt geschakeld in chips. Analoogblijkt de nieuwe artificiële diamantstructuur zich als een kristalvoor licht te gedragen, een ‘fotonisch kristal’, en een verbodenenergieband voor licht te hebben. Fotonische kristallen reflecterendaarom in theorie bijna 100% van licht met golflengten in deverboden band.
Fotonen sturen
De beschikbaarheid van driedimensionale fotonische kristallenmet een bandkloof maakt het mogelijk om fotonen op een ultiememanier te sturen en zelfs op te sluiten. De hoge reflectie van destructuren kan worden gebruikt om een ‘kooi voor licht’ in eenfotonisch kristal te maken. In zo’n kooi blijft het licht tussen dewanden van het kamertje heen en weer ‘stuiteren’ totdat het weeruit de kooi kan ontsnappen, liefst na een ‘druk op de knop’.
Op deze manier is het mogelijk optische, in plaats vanelektronische, bits te beheersen, waardoor de optische computer eenstap dichterbij is. Een optische computer kan veel meer datategelijk bewerken dan een conventionele computer. Omdat ookoptische computers elektronische componenten bevatten is hetbelangrijk dat de nieuwe fabricagemethode volledig te verenigen ismet de methodes in de chipindustrie, zodat elektronische- enfotonische componenten eenvoudig samen op één chip gefabriceerdkunnen worden.
