MICRO-LED COMBINA ALTA VELOCIDADE E BAIXO CONSUMO DE ENERGIA

Uma fonte de luz menor do que um fio de cabelo pode ajudar a tornar as conexões entre computadores mais eficientes. Pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign e da Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos, desenvolveram um micro-LED capaz de atingir 2,75 gigahertz de largura de banda de modulação óptica, consumindo apenas 25 miliwatts de energia.

O resultado representa um recorde para LEDs de poços quânticos, uma arquitetura bastante utilizada na fabricação desses dispositivos. A tecnologia foi projetada com foco nas comunicações ópticas de curta distância, especialmente nas conexões internas de centros de processamento de dados, conhecidos como data centers.

Micro-LED de nitreto de gálio alcançou 2,75 GHz de largura de banda de modulação óptica

Dispositivo de apenas cinco micrômetros

O componente foi produzido com nitreto de gálio e tem cinco micrômetros de diâmetro. Para chegar ao resultado, a equipe desenvolveu e testou dispositivos de diferentes dimensões, que variavam de 100 a dois micrômetros.

A análise mostrou que diminuir o tamanho nem sempre significa obter um desempenho melhor. Os pesquisadores identificaram que o modelo de cinco micrômetros oferece o equilíbrio mais favorável entre velocidade de resposta e consumo de energia.

A largura de banda de 2,75 gigahertz indica a capacidade do micro-LED de alternar rapidamente a intensidade da luz em resposta a sinais elétricos. Essa característica é importante para transmitir informações por pulsos luminosos sem comprometer a qualidade do sinal.

O resultado foi apresentado em um artigo publicado na revista científica IEEE.

Como a tecnologia pode ajudar os data centers

Os centros de processamento de dados dependem de conexões rápidas para transportar informações entre servidores e outros equipamentos. Em muitas dessas comunicações, a transmissão por luz é uma alternativa aos cabos de cobre, especialmente quando é necessário lidar com grandes volumes de informação.

Atualmente, lasers são utilizados em diversas conexões ópticas de alta velocidade. Embora ofereçam bom desempenho, esses componentes podem exigir mais energia e gerar calor, o que aumenta os desafios de operação e refrigeração das instalações.

Segundo os pesquisadores, aproximadamente 90% das comunicações realizadas dentro dos data centers percorrem distâncias inferiores a dez metros. É justamente nesse tipo de conexão que os micro-LEDs podem encontrar uma aplicação importante.

Com consumo de apenas 25 miliwatts, o dispositivo desenvolvido pela equipe apresenta potencial para oferecer uma fonte luminosa de menor gasto energético em transmissões de curta distância.

Vários micro-LEDs podem trabalhar em conjunto

Outra possibilidade estudada pela equipe é organizar diversos emissores em pequenas estruturas bidimensionais. Nesse formato, cada micro-LED poderia transportar um fluxo independente de informações.

A disposição de vários componentes em um espaço reduzido poderia ampliar as possibilidades de integração em equipamentos de comunicação óptica. Isso também abre caminhos para futuras soluções voltadas a sistemas que precisam movimentar grandes quantidades de dados.

Para alcançar esse tipo de aplicação, entretanto, ainda será necessário avançar no desenvolvimento dos dispositivos e na integração com os demais componentes de transmissão.