Licht uit bulksilicium

Het is onderzoekers van de universiteit van Pennsylvania gelukt om een breed spectrum aan zichtbaar licht uit bulksilicium te genereren, een materiaal dat niet bepaald bekend staat om zijn lichtemitterende eigenschappen. Dat schrijven zij in Nature Photonics. De vinding maakt het mogelijk om optische en elektronische componenten in een IC te integreren, alhoewel op het moment nog een beetje gesmokkeld wordt: er is een blauwe laserpuls nodig om de structuur aan te zetten tot het vrijgeven van het witte licht. Maar in de toekomst moet het ook lukken om de lichtafgifte elektrisch op te wekken.

Eerdere aanpakken om licht uit silicium te peuteren, gebruiken dotering of nanostructuren. De eerste aanpak is niet erg efficiënt en levert alleen licht van lange golflengtes op. Bovendien worden de elektrische eigenschappen negatief beïnvloed. De tweede aanpak werkt beter, maar maakt integratie met de elektronische componenten lastig.

De Amerikanen gebruikten een silicium nanodraadje dat ze omwikkelen met een laagje siliciumoxide geplaatst op een eveneens siliciumoxide-ondergrond. Hier legden ze vervolgens een laagje zilver overheen. Via een laser kan er via de onderkant – die vrij is van zilver – licht in het oxide geschoten worden. Hier kunnen de elektromagnetische dan resoneren, waardoor er aan het zilveroppervlak plasmonen ontstaan, gecombineerde golven van fotonen en elektronen. Dit resulteert uiteindelijk in een brede reeks uitgezonden spectra.