当论及在不同处理器或内存之间提高芯片之间的传输流量时，光子学是一个热门的话题。截至目前为止，微波导、光调变器、输出耦合光闸与光探测器均已成功进行整合了，但要设计理想的微米级光源仍十分具有挑战性。

荷兰爱因霍芬科技大学（Eindhoven University of Technology）的研究人员在最近一期的《自然通讯》（Nature Communications）期刊中发表有关“芯片上波导耦合纳米柱金属腔发光二极管”（Waveguide－coupled nanopillar metal－cavity light－emitting diodes on silicon）的最新研究。研究人员展示一种接合至硅基板的纳米级LED层堆栈，并可耦合至磷化铟（InP）薄膜波导形成光闸耦合器。

新式纳米级LED （nano－LED）的扫描式电子显微镜图（SEM）显示在金属化之前的制造组件结构。纳米柱LED位于连接至光闸耦合器的波导顶部

这种nano－LED采用次微米级的纳米柱形状，其效率可较前一代组件更高1，000倍，在室温下的输出功率仅几纳瓦（nW），相形之下，先前的研究结果约为皮瓦（pW）级输出功率。根据该研究论文显示，这种组件能够展现相当高的外部量子效率（室温分别为10＾?4～10＾?2，以及9．5K）。

而在低温时，研究人员发布的功率级为50nW，相当于在1Gb／s速率下每位传输超过400个光子，这一数字“远远高于理想接收器的散粒噪声（shot－noise）极限灵敏度。”该组件作业于电信波长（1．55μm），能以频率高达5GHz的脉冲波形产生器进行调变。

硅基板上的纳米柱状LED示意图。从顶层到底层的堆栈分别是：n－InGaAs（100?nm）／n－InP（350?nm）／InGaAs（350?nm）／p－InP（600?nm）／p－nGaAsP（200?nm）／InP（250?nm）／SiO 2／BCB／SiO2／Si

研究人员表示，“由于短距离互连的损耗低，以及整合接收器技术持续进展，这一功率级可望以超精巧的光源实现芯片内部的数据传输。”

研究人员还开发了一种表面钝化方法，能够进一步为nano－LED提高100倍的效率，同时透过改善奥姆接触（ohmic contact）进一步降低功耗。