Fotonipiiri on laite, joka siirtää informaatiota erittäin nopeasti ja erittäin pienellä tehonkulutuksella. Käytännössä se edellyttäisi nanokokoisen laserin istuttamista piialustalle. Münchenin teknisen korkeakoulun tutkijat ovat onnistuneet tekemään juuri näin.
Tohtori Gregor Koblmüller onnistui yhdessä Jonathan Finleyn kanssa kehittämään prosessin, jossa galliumarseenipohjaisia nanoputkia onnistuttiin kasvattamaan piialustalle.
Ryhmien III-V puolijohteiden kasvattaminen piin päälle on erittäin vaikeaa. Materiaalit ovat piihin verrattuna erilaisia rakenteeltaan ja niiden lämpölaajeneminen on erilaista. Siksi yhdistelmä altistuu rasitukselle ja esimerkiksi galliumarsenidikerroksen kasvattaminen piin päälle aiheuttaa monenlaisia vikoja.
Müncheniläistutkijat ratkaisivat ongelman nerokkaasti. He kasvattivat piin päälle nanolankoja tai -johtoja, joiden piin kanssa kosketuksissa oleva ala on vain muutama nanoneliömetri. Tämä estää vikojen ilmaantumisen GaAs-nanojohtoihin.
Tämän lisäksi nanojohto pitää tietenkin saada toimimaan laserina. Riittävän valon toteuttaminen edellyttää fotonien heijastamista nanoputken molemmissa päissä, jotta valo vahvistuu. Galliumarsenidin ja pin liitoskohta ei heijasta riittävästi valoa. Tämän takia tutkijat valmistivat piialustan päälle – siis nanoputkne päähän – 200 nanometriä paksun piioksidikerroksen, joka toimii peilin tavoin.
Tähän ”peiliin” voidaan etsata nanokokoisia reikiä, johon GaAs-nanotukia voidaan sitten kasvattaa. Tällä hetkellä nanoputkilla saadaan tuotettua infrapunavaloa tietyllä ennalta määritellyllä aallonpituudella. Tulevaisuudessa tutkijatuskovat pystyvänsä muokkaamaan aallonpituutta ja muita laserin parametreja.