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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 8 - 15 mag 2013
ISSN 2037-4801

L'altra ricerca   a cura di Rosanna Dassisti

Tecnologia

Chip al germanio

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 in grado di emettere luce laser. Lo studio è pubblicato su 'Nature Photonics'. Questo materiale, insieme con il silicio, potrebbe costituire la base per realizzare chip innovativi in cui le informazioni vengono trasmesse mediante la luce, consentendo un miglioramento delle prestazioni dei computer e limitandone il consumo energetico.

Attualmente, i pc utilizzano due o quattro processori, mentre quelli del futuro potrebbero contenere centinaia di microprocessori in silicio, interconnessi in maniera rapida ed efficiente dal punto di vista energetico, obiettivo difficile con le attuali tecnologie. La soluzione è trasmettere dati tramite impulsi laser, simili a quelli che viaggiano per migliaia di chilometri sulle fibre ottiche transoceaniche. La possibilità di integrare su microchip di silicio un laser in germanio risulta quindi cruciale per raggiungere questo obiettivo.

Il team ha dimostrato come il germanio possa essere trasformato in un materiale laser, essendo chimicamente compatibile con il silicio e con i processi di produzione degli odierni microprocessori. Se sottoposto a elevati sforzi e 'deformato' può emettere molta più radiazione luminosa e, per 'deformarlo', gli scienziati hanno pensato di costruire una sorta di 'ponti' a sezione variabile tra i vari chip. Le forze da applicare sono però pari a circa 30.000 chilogrammi per centimetro quadrato. Inoltre, tale sforzo deve essere applicato senza alcuna azione meccanica esterna.

"La soluzione è amplificare di circa 20 volte gli sforzi interni già presenti nei film di germanio depositato su silicio", afferma Giovanni Isella, del Politecnico di Milano. "Questo risultato si ottiene fabbricando 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. Tra le applicazioni future, si potrebbe immaginare l'impiego nella sensoristica per la sicurezza o in campo medicale, o le applicazioni note come 'lab on chip', ovvero riprodurre su un solo chip l'equivalente di un laboratorio chimico o biochimico".