Pochi giorni fa, un gruppo di ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha fatto una dimostrazione del primo laser costruito con l’impiego di germanio,  in grado di produrre radiazioni luminose con lunghezze d’onda molto utili per le comunicazioni ottiche e in grado di operare anche a temperatura ambiente.

In confronto ai materiali usati per i laser odierni, il germanio risulta di facile implementazione nei processi esistenti per la produzione di chip di silicio e sfrutta il vantaggio non indifferente di usare la luce -e non la corrente elettrica- per spostare o elaborare dati..

A causa dell’incremento della capacità computazionale dei moderni chip si avverte sempre più il bisogno di avere  larghezze di banda superiori per l’invio di dati alla memoria. Ed ecco che si presenta il vantaggio fondamentale dell’utilizzo dei laser, in quanto trasmettere dati via laser in bande di larghezza superiore non corrisponde, come per l’elettricità, in consumi elevati, anzi il risparmio è assicurato.

L’assemblaggio di un chip è un processo molto accurato e delicato dove diversi strati di differenti materiali vengono depositati su di un wafer di silicio su cui vengono incisi percorsi e sagome. La difficoltà di integrazione del germanio sta nella compatibilità con gli altri materiali del chip stesso.

Ad oggi i materiali più utilizzati all’interno dei laser è l’arseniuro di gallio ma questo è molto difficile da integrare nei processi convenzionali di produzione dei chip. I laser devono pertanto essere costruiti separatamente e solo in un secondo momento “innestati” sul chip. Questo medoto è piuttosto costoso rispetto alla costruzione del laser direttamente sul silicio. L’arseniuro di gallio, inoltre, è un materiale particolarmente costoso a causa della bassa reperibilità.

Il germanio viene visto come elemento chiave per l’evoluzione dei chip e sembrano d’accordo tutti i più grandi produttori di chip che sono molto impegnati nello sviluppo di questa tecnologia. L’ arseniuro di gallio, il silicio e il germanio sono tutti esempi di semiconduttori, quella particolare categoria di materiali impiegati praticamente in tutta l’elettronica moderna. I laser costruiti impiegando i semiconduttori convertono l’energia degli elettroni in fotoni.

Jurgen Michel, principale ricercatore associato nell’Electronic Materials Research Group e principale motore del progetto germanium-laser, commenta: “Vi era una diffusa opinione nell’ambiente scientifico secondo la quale i semiconduttori a bandgap indiretta non sarebbero mai stati utilizzati per la creazione di laser”.

Vediamo perciò nel germanio la vera promessa dello scenario futuro dei chip, materiale su cui tutti contano e di cui si iniziano a vedere i primi prototipi, come quello presentato dal MIT che si propone come ponte tra il presente e il futuro, ovviamente non è stato semplice coniugare la presenza di arseniuro di gallio, silicio e germanio nello stesso chip, ma per la prima volta ci sono riusciti attraverso vari procedimenti chimici come il drogagio del germanio.

Si attendono le prime prove prestazionali di questi chip che promettono proprio bene per il prossimo futuro dell’informatica.

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