Halvledere af germanium skal give hurtigere internet

Halvledere af germanium skal give hurtigere internet

Halvmetallet germanium viser potentiale som halvledermateriale. Foto: By Gibe

Japanske forskere ser germanium som en værdig erstatning for silicium og mener, at metallet kan give hurtigere net og skarpere sensorer.

Mellembølget infrarødt lys (3-8 µm) og grundstoffet germanium kan i skøn harmoni blive til endnu hurtigere internet eller til bedre sensorer i eksempelvis CO2-målere.

Det mener en gruppe japanske forskere, som har undersøgt forskellige materialer, der var gode til at lede dette infrarøde lys, skriver The Optical Society.

Og det var så her, germanium viste strålende resultater. Germanium har den fordel, at det ligger inden for samme søjle i det periodiske system som silicium og med samme elektriske egenskaber.

Det betyder, at det lige som silicium er et glimrende halvledermateriale og især velegnet til at transmittere og lede lyset fra netop denne ønskede bølgelængde, fortæller Jian Kang fra University of Tokyo.

Læs også: Nyt batteri kan holde til 100.000 opladninger

Ud over at dele nogen af de samme egenskaber som silicium, så har germanium vist sig at have yderligere interessante egenskaber, viser den japanske forskning.

Brydningsindeks varierer med temperaturen

Blandt andet har halvlederen et højere brydningsindeks, så lyset passerer langsommere gennem systemet. Stoffet har desuden en termo-optisk effekt, der betyder, at brydningsindekset varierer med temperaturen, så man på den måde får en temperaturfølsom sensor.

Samlet set mener japanerne, at egenskaberne kan føre til nyt måde at udnytte lyset på, og altså øge båndbredden på fibernet.

Læs også: Flade lag af fosfor er bedre til elektronik end kulstofmaterialet grafen

Jian Kangs gruppe testede undervejs forskellige bølgelederkomponenter, lavet af germanium, såsom en ’grating coupler’, som kan afbøje lyset og få det effektivt sendt ind eller ud af en bølgeleder.

Holdet fortæller, at den største udfordring var at få styr på produktionsprocessen af germanium-waferen.

Det betyder også, at der måske går noget tid, før germanium overhaler silicium, hvis produktionsproces er blevet optimeret gennem mange år. Til gengæld vil chippene kunne gøres endnu mindre, når denne del er på plads.

Hvad angår sensorer, har forskergruppen også udtænkt en masse nyttige formål. Ifølge Jian Kang kan chips af germanium bruges til at detektere CO2, sprængstoffer eller f.eks. kræftceller, fordi disse molekyler har potentiale til at absorbere og udsende lys i netop denne bølgelængde, hvis de ændrer vibrationstilstande.

Kommentarer (2)

I får det til at lyde helt fantastisk, men de første mange år var germanium halvledermaterialet til transistorer, dioder mv.
Germanium bruges også idag til særlige anvendelser.

MvH,

Bent.

  • 5
  • 0