Tutkimuslaitokset eri puolilla maailmaa yrittävät kehittää tekniikkaa, jolla nykyiset transistorit korvattaisiin fotonirakenteilla. Sähkön sijasta valoa hyödyntävä datansiirto tekisi piireistä valtavasti nykyistä nopeampia.
IBM:n Zürichin tutkiimuskeskuksen tutkijat ovat yhdessä Trondheimissa sijatsevan Norjan teknis-luonnontieteellinen yliopiston tutkijoiden kanssa julkistaneet Nature Communications -lehdessä tutkimuksensa, jossa kehitettiin galliumarsenidia venyttämällä nanojohtimia. Niiden avulla on mahdollista yksinkertaistaa tulevaisuuden fotonisirujen valmistusta, tutkijat uskovat.
IBM:n tutkijat ovat pitkään selvittäneet III-V -ryhmien aineiden soveltumista piin korvaajaksi. Erityisesti on tutkittu galliumarsenidin, indiumarsenidin ja indium-galliumarsenidin integroimista standardien CMOS-piirien päälle. Näissä yhdisteissä elektronien liikkuvuus on jopa piitä suurempi.
Nyt tutkijat kasvattivat GaAs-materiaalia ns. Wurtziitti-kiteiksi. Kun tällaista kiderakennetta venytetään, sen optiset ominaisuudet muuttuvat. Ne saadaan säteilemään eri valon aallonpituuksia venyttämisen mukaan.
Tutkijoiden mukaan GaAs-johtimia voidaan tämän ansiosta käyttää sekä valon lähteenä että detektoreina. Mikäli johtimen pituutta voidaan säädellä (venyttämällä) reaaliajassa, voitaisiin teoriassa rakentaa kaikkia eri aallonpituuksia hyödyntävä optinen kytkin.
Tutkimus avaa tietä kohti fotonipiirejä, joissa informaatio sirujen sisällä ja niiden välillä kulkee valona sähkön sijaan.