Plus proche des CPU à interconnexions optiques
Des chercheurs de MIT viennent de démontrer le premier laser fabriqué à partir de germanium et qui est capable de produire une longueur d’onde pouvant être exploitée dans le cadre de communication optique.
Premier laser au germanium
C’est aussi le premier laser germanium à fonctionner à température ambiante. Le grand avantage, selon les universitaires, est que ce matériau peut facilement être intégré dans les usines fabriquant les wafers de silicium, réduisant les coûts nécessaires pour l’intégration de cette technologie. La plupart des fondeurs ont d’ailleurs déjà commencé à l'utiliser, car il accélère les performances des puces fabriquées.
Pour faire simple, le germanium convertit les électrons en photons, ce qui démontre que contrairement à ce que l’on pensait préalablement, les semi-conducteurs à gap indirect peuvent produire un laser. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que cela était réservé aux matériaux à gap direct, tel que le gallium.
Doper le germanium au phosphore
Pour arriver à leurs fins, les chercheurs ont utilisé une technique souvent utilisée dans la fabrication de puce, que l’on appelle « doping ». Cela consiste à ajouter des atomes d’un autre élément afin de changer ou améliorer les propriétés du matériau. En l’espèce, ils ont dopé le germanium avec 10¹⁹ atomes de phosphore par cm³ de germanium. Les scientifiques affirment que 10²⁰ serait optimal.
La prochaine étape consiste à intégrer ces lasers dans des dies.
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Et donc ?
Le gallium c'est pas un semi-conducteur, mais un dopant
Voui c'est quoi donc l'info ? C'est un laser de gravure des procos ou alors ils veulent mettre un laser intégré au proco et si oui pourquoi ?
Ca correspond à quoi le gap ?
Ce qui m'étonnes c'est que cette techno est déjà utilisée par les fondeurs, alors qu'elle vient juste d'être annoncée.
comment je suis trop content... on commence réellement a parler de plus en plus d'alternative technologique sur la fabrication des cpu. je suis pour a 100%.
tout le monde sait que l'optique est l'avenir des CPU, le photon etant plus performant que notre bon vieux electron libre...
aller y les gars, comme disait un gars dans un film de geek que j'adore qu'est Antitrust: Epatez moi ! suprenez moi !
... défiez-moi!
film moyen selon moi quand même. (Avec des bouts de code html dans l'opening si mes souvenirs sont bons, bref...)
Que vient faire la plante de ma mémé la dedans ?
->]
hummmm moi ca me gene... le germanium est un matériau à Gap indirect, normalement c'est pas possible de le faire laser! Au mieux ils ont réussit à faire un OPO (oscillateur parametrique optique) qui converti une onde laser en une autre, mais pas directement un laser
hummmm moi ca me gene... le germanium est un matériau à Gap indirect, normalement c'est pas possible de le faire laser! Au mieux ils ont réussit à faire un OPO (oscillateur parametrique optique) qui converti une onde laser en une autre, mais pas directement un laser
C'est justement démenti dans la news... Lit avant de parler...
C'est justement démenti dans la news... Lit avant de parler...
oui, je sais, mais je suis extrêmement sceptique sur la réalisation effective de la chose... c'est mon avis; libre à chacun de penser ce qu'il veut
C'est quoi le rapport avec le titre?
La traduction est vachement approximative.
Pour le reste, j'ai pas compris grand chose à part qu'on risque d'avoir un nouveau moyen de graver Wafer plus rapide (et moins chere ?)
a quand le cpu a luranium enrichi????
Alors effectivement il n'ont pas fait "laser" le Germanium mais du GeP (Germanium Dopé Phosphore). 10^20 serai optimal. Oui alors la densité cristaline intrinsèque est me semble t-il à 10^21. Ce qui signifirai qu'il ne reste plus grand chose de "Ge".
Bref pour faire laser avec un gap direct il faut un électron qui prend de l'énergie (courant) et qui en se relaxant (restitution de l'énergie) émet un photon. A l'inverse un photon + un phonon dans un matériau à Gap indirect produit un électron. Je présume qu'ils ont du doper tellement le "Ge" (10^20 c pas mal) que l'on se retrouve avec une addition dans le diagramme de bande du photon et du phonon équivalent à un gap direct.
Gap : différence entre la bande de valence et la bande de conduction
Phonon :vibration du réseau cristallin.
En ce qui concerne le transfert technologique de cette application, elle est toute trouvée. Incorporer la technique dans les Fabs existantes et faire, à terme, des CPU à bus optique. Les fréquences s'envoleront
Mon explication n'engage que moi et est ouverte à discutions. Je souligne l'effort du rédacteur qui pousse l'actu dans ses dernier retranchement physique.
La traduction est vachement approximative.Pour le reste, j'ai pas compris grand chose à part qu'on risque d'avoir un nouveau moyen de graver Wafer plus rapide (et moins chere ?)
concernant des processeurs à interconnexions optiques Oui .. mais pas pour les processeurs de notre generation
Patrice78280 oué voila c'est a peu prés ca mais jai un lien pas mal qui date de fin 2006 http://www.futura-sciences.com/fr/ [...] 4/#connexe
alors si ils ont appliqué du doping à une structure à gap indirect de ce type ca serait aussi de la triche lol
Gap en anglais = intervalle, trou ou brèche
l'intervalle, trou ou brèche entre la bande de valence et la bande de conduction ( dans un metal il n'y a pas de Gap la bande de valence et la bande de conduction se chevauchent )
et dans un isolant complet le Gap est immense comparé a un semi-conducteur
Alors effectivement il n'ont pas fait "laser" le Germanium mais du GeP (Germanium Dopé Phosphore). 10^20 serai optimal. Oui alors la densité cristaline intrinsèque est me semble t-il à 10^21. Ce qui signifirai qu'il ne reste plus grand chose de "Ge".Bref pour faire laser avec un gap direct il faut un électron qui prend de l'énergie (courant) et qui en se relaxant (restitution de l'énergie) émet un photon. A l'inverse un photon + un phonon dans un matériau à Gap indirect produit un électron. Je présume qu'ils ont du doper tellement le "Ge" (10^20 c pas mal) que l'on se retrouve avec une addition dans le diagramme de bande du photon et du phonon équivalent à un gap direct.Gap : différence entre la bande de valence et la bande de conductionPhonon :vibration du réseau cristallin.En ce qui concerne le transfert technologique de cette application, elle est toute trouvée. Incorporer la technique dans les Fabs existantes et faire, à terme, des CPU à bus optique. Les fréquences s'envolerontMon explication n'engage que moi et est ouverte à discutions. Je souligne l'effort du rédacteur qui pousse l'actu dans ses dernier retranchement physique.
J'aimerais voir plus souvent des interventions de cette qualité là !
Merci à Patrice78280, je comprends un peu maintenant
Pour en remettre une petite couche :
Super sauf que j'ai strictement rien compris à la news ainsi qu'au explication données (merci d'ailleurs).
En gros ils sont arrivé à créer un laser (entre quoi et quoi ?) en faisant passer du courant dans un matériau ?
Le gallium c'est pas un semi-conducteur, mais un dopant
Faut donne ça à Lance Armstrong
Ce qui est intéressant c'est que la méthode utilisée pour mimer un semi conducteur direct ne relève pas de l'équipement de laboratoire n'ayant aucune chance de se retrouver dans l'industrie.
Le dopage au phosphore modifie les disponibilités dans la bande de valence, en saturant une partie de la zone de plus faible énergie de la bande de conduction. La conséquence est qu'une partie des électrons retombant dans la bande de valence vont provenir d'une zone de la bande de conduction ayant un "vecteur d'onde" proche de celui du maximum de la bande de valence, condition nécessaire à l'émission d'un photon. En l'absence du dopage, on se trouverait dans le cas normal d'un semi conducteur indirect, dans lequel cette zone a un seuil d'énergie trop élevé et n'accueille pas naturellement les électrons libres.
Pour répondre à quelques messages: @babynours: il s'agit bien de l'émission directe de photons, et pas de conversion d'onde. @zedzorander: le laser en question ne servirait pas à la gravure d'un wafer, mais à la communication interne au processeur. @lornithorynque: la traduction est franchement excellente, bien que courte ("Pour faire simple, le germanium convertit les électrons en photons" est trop rapide et a probablement causé la réaction de babynours). Le communiqué initial du MIT est lui-même très bien fait au niveau de la vulgarisation, comme toujours pour le MIT.
Moi j'attend de pied ferme les lasers au bleuet.
Le gallium c'est pas un semi-conducteur, mais un dopant
T'es sur ? Pour ce qui me reste de mes cours de physique de l'élec il me semble que c'est l'AsGa (arsénure de gallium) qui est bien un semi conducteur à gap direct utilisé principale en hyperfréquence.
Sinon je pense que Patrice78280 est plutôt dans le juste. Et d'ailleurs vu le dopage je dirai qu'on à plus vraiment affaire à un comportement semi-conducteur...
Sinon je me demande comment ils vont arriver à utiliser cette technologie sur des wafers silicium...
Moi j'attend de pied ferme les lasers au bleuet.
pitin je viens de comprendre sa vieille vanne rapport aux fleurs et aux geraniums... mais allez vous pendre serieux
D'après mes notes, il existait déjà des lasers "à bande d'intervalence" (?) à base de p-Ge,émettant dans l'infra-rouge lointain. Performances : pas de détails récupérés, ce machin ne doit pas être répandu (quelques lignes dans un livre sur les lasers).
Autrement j'ai récupéré le "préprint" de l'article. Pour ce que j'en ai compris, on obtient une émission en gap direct, vers 1,6 µm, dans du n-Ge "contraint" sur silicium. Cette contrainte semble nécessaire pour modifier le gap du Ge et permettre l'émission directe. Ge semble aussi taillé en bandelette et équipé d'un guide d'onde. C'est bien une émission laser : effet de seuil, spectre rétréci, émission polarisée (en mode TE, jamais su ce que c'était vraiment). Le dopage n'est pas au maximum car le phosphore s'évapore durant la fabrication, semble-t-il. On est à 10^19 et 10^20 serait possible.
Par contre attention, c'est un pompage optique : on illumine avec un laser au néodyme et on excite le matériau. Le pompage électrique, qui permettrait de créer une diode laser directe, n'est pas encore là. Mais ça reste une avancée. Et le germanium est assez fragile, les transistors du même nom n'ont jamais été réputés pour leur résistance au fer à souder. Faudra bien ventiler les futures puces optiques. L'AsGa serait probablement plus simple à manipuler comme semi-conducteur "optique".
Puisqu'il y a des spécialistes, quelques questions:
1)il ne suffit de pouvoir émettre une lumière monochromatique pour avoir un laser, encore faut il une chambre de résonance. Y'a t'il un moyen de "naniaturiser" simplement un tel dispostif ? J'en doute...
2)Envisage t'on l'équivalent de transistors en optique? Et de cellules de mémoire ?
3) La consommation d'un cpu étant principalement liée aux commutations des transistors, la consommation d'hypothétiques transistors optiques serait-elle plus faible?
4) Ces transistors fonctionneraient-ils plus vite? Pour rappel au niveau des liaisons, un signal électrique va à la même vitesse que la lumière, donc à ce niveau il n'y a pas de gain hein!
Puisqu'il y a des spécialistes, quelques questions:1)il ne suffit de pouvoir émettre une lumière monochromatique pour avoir un laser, encore faut il une chambre de résonance. Y'a t'il un moyen de "naniaturiser" simplement un tel dispostif ? J'en doute...2)Envisage t'on l'équivalent de transistors en optique? Et de cellules de mémoire ?3) La consommation d'un cpu étant principalement liée aux commutations des transistors, la consommation d'hypothétiques transistors optiques serait-elle plus faible?4) Ces transistors fonctionneraient-ils plus vite? Pour rappel au niveau des liaisons, un signal électrique va à la même vitesse que la lumière, donc à ce niveau il n'y a pas de gain hein!
1/ Pour avoir un laser, tu as généralement une cavité, la caractéristique nécessaire est qu'au démarrage que la quantité de de photons crées dans le matériaux soit supérieur a la quantité de photons qui en sortent (c'est la condition gain>pertes). Dans les laser classique, cette condition est difficile à atteindre, il faut donc une cavité d'excelente qualité; par contre pour les technologies sur semi-conducteurs, tu as generalement un gain tellement monstrueux que tu as une cavité sans rien faire! Donc la miniaturisation n'est pas vraiment un probleme pourvu que tu dépasse cette condition
2/ Transistor... je ne sais pas; pour ce qui est de la mémoire, oui c'est un sujet de recherche (je connais des gens qui bossent sur ce sujet)
3/ là le but n'est pas encore de faire des transistors, mais juste de commencer à faire des télécommunications optique à l'intérieur meme du processeur. Pour faire simple sur une echelle plus grande : aujourd'hui tu as de l'adsl, c'est une techno qui est basée sur de la communication via fils électriques. on est à peut pres à la limite d'ou le basculement sur de la fibre optique qui permet des débits d'informations bien plus grands. Dans le cas du processeur l'idée serait de remplacer les éléments de communication entre les cores et aussi ceux entre le CPU et la mémoire etc... bref permettre de brasser de plus grandes quantités de données.
4/
Je rajoute ce qui doit être le lien de l'article :
Pour les transistors, pas facile : un article dans Pour la Science de janvier précisait qu'on n'avait jamais fait mieux que les modèles actuels, même si on parle de puces optiques depuis 30 ans au moins. Le problème est justement d'obtenir un gain, pas seulement de commuter un signal. Il y eu des essais dans des vapeurs de sodium ou césium, mais à part ça la lumière ne se manipule pas comme un électron.
Pour la vitesse, je crois que les électrons "plafonnent" vers 125 000 km/s, donc on gagne un peu tout de même. Et surtout, comme pour la fibre optique face au câble de cuivre, on peut obtenir de meilleurs débits, avec moins d'interférence des signaux, etc. Ah pardon, ça vient d'être dit. J'ajoute qu'un système tout optique, s'il était possible, éviterait les conversions électriques-optiques-électriques ... et probablement des fréquences colossales, au delà du THz ?.
Des mémoires optiques ont déjà été envisagées plus d'une fois : certains modèles de mémoires à bulle, mémoires à rhodopsine, cristaux photoréfractifs divers, etc. Il faudrait un avantage significatif sur les mémoires à semi-conducteurs en densité de stockage, prix et débit de transmission pour détrôner ces dernières. Pas gagné.
Des chercheurs de MIT viennent de...
Chercheur de mites ? un métier qui donne mauvaise à laine...