Reklam
Teknoloji Haberleri

Yeni Nesil Mikroelektronik İçin Işıkla Etkileşime Girecek Silikonu Evcilleştirmek

reklam
Reklam


Silikon Fotonik Kristal Katman

Silikon fotonik kristal tabakasının kendi modu. Kredi: Sergey Dyakov, Sergey Tikhodeev, Nikolay Gippius

reklam

Skoltech araştırmacıları ve RAS Mikroyapılar Fizik Enstitüsü, Nizhny Novgorod Lobachevsky Devlet Üniversitesi, ITMO Üniversitesi, Lomonosov Moskova Devlet Üniversitesi ve AM Prokhorov Genel Fizik Enstitüsü’nden meslektaşları, kötü şöhretli yayıcı ve emici olan silikondaki fotolüminesansı arttırmanın bir yolunu buldular. fotonların tüm modern elektroniklerin kalbinde yer alması. Bu keşif, fotonik entegre devrelerin yolunu açarak performanslarını artırabilir. Makale dergide yayınlandı Lazer ve Fotonik İncelemeleri.

Yaklaşık 80 yıldır yarı iletken teknolojisindeki “doğal seçilim”, çipler için baskın malzeme olarak silikonun ortaya çıkmasına yol açmıştır. Çoğu dijital mikro devre, tamamlayıcı metal oksit-yarı iletken anlamına gelen CMOS teknolojisi (CMOS) kullanılarak oluşturulur. Yine de üreticiler performanslarını daha da artırma yolunda bir duvara çarptılar: CMOS devrelerindeki yüksek yoğunluktaki elemanlar nedeniyle ısı salınımı.

reklam

Olası bir geçici çözüm, mikro devrelerdeki elemanlar arasındaki metalik bağlantılardan optik olanlara geçerek ısı oluşumunu azaltmaktır: iletkenlerdeki elektronların aksine, fotonlar minimum ısı kaybıyla dalga kılavuzlarında devasa mesafeler kat edebilir.

Silikon Fotonik Kristal Katman Özmodları Emisyon Spektrumu

Silikon fotonik kristal tabakası (solda), özmodları (ortada) ve emisyon spektrumu (sağda). Kredi: Sergey Dyakov, Sergey Tikhodeev, Nikolay Gippius

“CMOS uyumlu fotonik entegre devrelere geçiş, modern bilgisayarlarda bir çip içindeki ve bireysel çipler arasındaki bilgi aktarım hızını önemli ölçüde artırmayı mümkün kılacak ve onları daha hızlı hale getirecektir. Ne yazık ki, silikonun kendisi ışıkla zayıf bir şekilde etkileşir: zayıf bir yayıcı ve zayıf bir foton soğurucudur. Bu nedenle, silikonun ışıkla etkili bir şekilde etkileşime girmesi için evcilleştirilmesi önemli bir görevdir” diyor Skoltech’te kıdemli araştırmacı ve makalenin ilk yazarı Sergey Dyakov.

Dyakov ve meslektaşları, germanyum kuantum noktaları ve özel olarak tasarlanmış bir fotonik kristal kullanarak silikon bazlı fotolüminesansı geliştirmeyi başardılar. Kuantum mekaniğinden ödünç alınan bir fikir olan süreklilikteki bağlı durumlara dayalı bir rezonatör kullandılar: bu rezonatörler, rezonatörün içindeki elektromanyetik alanın simetrisi, elektromanyetik dalgaların simetrisine karşılık gelmediğinden, içlerinde etkili bir ışık hapsi yaratırlar. çevreleyen alan.

Ayrıca, bir silikon çip üzerinde istenen yere gömülebilen bir lüminesans kaynağı olarak germanyum nanoadalarını seçtiler. Dyakov, bizi CMOS uyumlu fotonik entegre devrelere götürebileceğini belirterek, “Süreklilikte bağlı durumların kullanılması lüminesans yoğunluğunu yüz kattan fazla artırdı” diyor.

“Sonuçlar, optik sinyal işleme ile modern mikroelektronik devrelerine yerleştirilmiş, silikon bazlı verimli radyasyon kaynakları oluşturmak için yeni olanaklar sunuyor. Şu anda, bu tür yapılara ve bunların bir optoelektronik çip üzerindeki diğer elementlerle birleşme ilkelerine dayalı olarak ışık yayan diyotlar oluşturmak için çalışan birçok grup var, ”diyor Fotonik ve Kuantum Materyalleri Merkezi’nde Nanofotonik Teori grubunun başkanı Profesör Nikolay Gippius. Skoltech, diyor.

Referans: Sergey A. Dyakov, Margarita V. Stepikhova, Andrey A. Bogdanov, Alexey V. Novikov, Dmitry V. Yurasov, Mikhail V. Shaleev tarafından “Si Yapılarında Süreklilikte Fotonik Bağlı Durumlar” , Zakhary F. Krasilnik, Sergei G. Tikhodeev ve Nikolay A. Gippius, 3 Haziran 2021, Lazer ve Fotonik İncelemeleri.
DOI: 10.1002 / lpor.202000242




scitechdaily.com

Source link

reklam
reklamm

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

reklam
Başa dön tuşu

Reklam Engelleyici Algılandı

Lütfen Reklam Engelleyiciyi Kapatınız