Τα LED θα μπορούσαν να οδηγήσουν στα laser πυριτίου.

Από σελίδα του PhysicsWeb 7-Μαρτίου-2001

Μια φωτοδίοδος εκπομπής (LED), που κατασκευάζεται από το πυρίτιο και που εκπέμπει αποτελεσματικά φως στην θερμοκρασία δωματίου, θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην τεχνολογία των επικοινωνιών. Αυτή η ανακάλυψη είναι η πιό πρόσφατη, σε μια σειρά από προσπάθειες να δημιουργηθεί ένας εκπομπός φωτός, συμβατός με την υπάρχουσα τεχνολογία που βασίζεται στο πυρίτιο. Ο Kevin Homewood του Πανεπιστημίου του Surrey, στο Ηνωμένο Βασίλειο, και οι συνάδελφοι του, δημιούργησαν την συσκευή - που θα μπορούσε να είναι ο πρόδρομος ενός λέιζερ πυριτίου - με τον βομβαρδισμό του πυριτίου με ιόντα βορίου (Περιοδικό Nature 2001 410 192).

Η ομάδα του Homewood εμφύτευσε ιόντα βορίου σε ένα κομμάτι από πυρίτιο, για  να διαμορφώσει μια δυναμική σύνδεση - η βάση όλων των LEDs. Αλλά τα ιόντα αντικαθιστούν επίσης άτομα του πυριτίου σε ένα δαχτυλίδι γύρω από το ιόν του βορίου. Αυτοί οι οι "βρόχοι εξάρθρωσης" (dislocation loops), δημιουργούν τοπικά ηλεκτρικά πεδία που παγιδεύουν τα ηλεκτρόνια και τις θετικές οπές, τα οποία επανασυνδέονται έπειτα και εκπέμπουν ακτινοβολία στην περιοχή κοντά στο υπέρυθρο μέρος του φάσματος. Αυτή η ακτινοβολία είναι πολύ κοντά στα μήκη κύματος - 1.3 µm και 1.5 µm - που χρησιμοποιούνται στις  επικοινωνίες με οπτικές ίνες.

Είναι δύσκολο να κάνεις το πυρίτιο να εκπέμψει φως, λόγω της ηλεκτρονικής δομής του. Αλλά ένα LED --φωτοδίοδος εκπομπής--  μια συσκευή που γίνεται από πυρίτιο, θα μπορούσε εύκολα να ενσωματωθεί στις τεχνικές μαζικής παραγωγής που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, αντίθετα από, για παράδειγμα, το αρσενίδιο του γαλλίου. Τα συστατικά που θα μπορούσαν να στείλουν και να λάβουν φωτεινά σήματα αντί των ηλεκτρονίων, θα μπορούσαν να επικοινωνήσουν κυριολεκτικά με την ταχύτητα του φωτός. Τέτοια συστατικά είναι κρίσιμα για την περαιτέρω ελαχιστοποίηση των διαστάσεων: καθώς τα ηλεκτρονικά κυκλώματα γίνονται πάντα μικρότερα, τα ηλεκτρόνια ξοδεύουν αναλογικά περισσότερο χρόνο για να κινούνται μεταξύ των συστατικών - και αυτές οι συνδέσεις πλησιάζουν γρήγορα την μέγιστη αποδοτικότητά τους.

Συνδεμένες με μια οπτική κοιλότητα, τα LED πυριτίου θα μπορούσαν τελικά να αποτελέσουν τη βάση ενός λέιζερ πυριτίου. Η κοιλότητα θα συνέλεγε και θα ενίσχυε το φως, και θα το εξέπεμπε έπειτα ως συνεπή ακτίνα φωτός. "Τα LED είναι μια χρήσιμη συσκευή σε αυτό", είπε ο Homewood στο PhysicsWeb," αλλά είμαστε επίσης βέβαιοι πως είναι αυτός είναι ο δρόμος για  ένα λέιζερ πυριτίου - και εργαζόμαστε σε αυτόν τον χώρο τώρα". Τα λέιζερ πυριτίου είναι ο στόχος πολλών πρόσφατων προσπαθειών, για  να οδηγηθεί το φως από το πυρίτιο, αλλά δεν έχουν ευδοκιμήσει οι προσπάθειες από τις μέχρι τώρα, χαμηλές αποδοτικότητες στις θερμοκρασίες δωματίου.