Cristaux photoniques nanostructurés: les photons à la place des électrons

Utiliser la lumière à la place des électrons pour transporter l'information dans un circuit offre plusieurs avantages. Le circuit est potentiellement plus rapide car la lumière se déplace des milliers de fois plus vite que les électrons et peut transporter plus d'information avec moins d'énergie.

Cependant encoder la lumière n'est pas aussi simple qu'encoder un signal électrique. L'opération requiert un modulateur de lumière beaucoup plus volumineux que des transistors.

Une équipe du Microelectronic Research Center de University of Texas à Austin a réalisé une puce de 80 micromètres de long capable de moduler une lumière laser. Cette première technologique a été rendue possible grâce au développement d'un cristal photonique en silicium dont la structure interne complexe permet de ralentir la lumière suffisamment pour la moduler par un courant électrique.

L'équipe du Pr. Chen a réussi à synthétiser des cristaux de silicium incorporant des couches de nano-cavités régulièrement espacées. Lors de son passage à travers ces lignes de défauts, la lumière est considérablement ralentie. Le dispositif consomme 10 fois moins de puissance que des modulateurs en silicium conventionnels et la taille a été réduite d'un facteur 10.

Une des applications envisagées pour les modulateurs optiques est le transfert de données entre le microprocesseur et la mémoire d'un ordinateur qui représente plus de 50% de la puissance consommée. Moins gourmands, produisant moins de chaleur, plus rapides et facilement intégrables dans les technologies silicium, ces nouveaux composants optoélectroniques devraient jouer un rôle important dans l'électronique du futur.