當(dāng)論及在不同處理器或內(nèi)存之間提高芯片之間的傳輸流量時(shí),，光子學(xué)是一個(gè)熱門(mén)的話題,。截至目前為止，微波導(dǎo)、光調(diào)變器,、輸出耦合光閘與光探測(cè)器均已成功進(jìn)行整合了，但要設(shè)計(jì)理想的微米級(jí)光源仍十分具有挑戰(zhàn)性。

荷蘭愛(ài)因霍芬科技大學(xué)（Eindhoven University of Technology）的研究人員在最近一期的《自然通訊》（Nature Communications）期刊中發(fā)表有關(guān)“芯片上波導(dǎo)耦合納米柱金屬腔發(fā)光二極管”（Waveguide－coupled nanopillar metal－cavity light－emitting diodes on silicon）的最新研究。研究人員展示一種接合至硅基板的納米級(jí)LED層堆棧,，并可耦合至磷化銦（InP）薄膜波導(dǎo)形成光閘耦合器。

新式納米級(jí)LED （nano－LED）的掃描式電子顯微鏡圖（SEM）顯示在金屬化之前的制造組件結(jié)構(gòu),。納米柱LED位于連接至光閘耦合器的波導(dǎo)頂部

這種nano－LED采用次微米級(jí)的納米柱形狀,，其效率可較前一代組件更高1，000倍,，在室溫下的輸出功率僅幾納瓦（nW）,，相形之下，先前的研究結(jié)果約為皮瓦（pW）級(jí)輸出功率,。根據(jù)該研究論文顯示,，這種組件能夠展現(xiàn)相當(dāng)高的外部量子效率（室溫分別為10＾?4～10＾?2，以及9．5K）,。

而在低溫時(shí),，研究人員發(fā)布的功率級(jí)為50nW，相當(dāng)于在1Gb／s速率下每位傳輸超過(guò)400個(gè)光子,，這一數(shù)字“遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理想接收器的散粒噪聲（shot－noise）極限靈敏度,。”該組件作業(yè)于電信波長(zhǎng)（1．55μm）,，能以頻率高達(dá)5GHz的脈沖波形產(chǎn)生器進(jìn)行調(diào)變,。

硅基板上的納米柱狀LED示意圖。從頂層到底層的堆棧分別是：n－InGaAs（100?nm）／n－InP（350?nm）／InGaAs（350?nm）／p－InP（600?nm）／p－nGaAsP（200?nm）／InP（250?nm）／SiO 2／BCB／SiO2／Si

研究人員表示,，“由于短距離互連的損耗低,，以及整合接收器技術(shù)持續(xù)進(jìn)展，這一功率級(jí)可望以超精巧的光源實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸,?！?/p>

研究人員還開(kāi)發(fā)了一種表面鈍化方法，能夠進(jìn)一步為nano－LED提高100倍的效率,，同時(shí)透過(guò)改善奧姆接觸（ohmic contact）進(jìn)一步降低功耗,。