قام الباحثون بترويض السيليكون للتفاعل مع الضوء من أجل الجيل التالي من الإلكترونيات الدقيقة

الصفحة الرئيسية > صحافة > قام الباحثون بترويض السيليكون للتفاعل مع الضوء للجيل القادم من الإلكترونيات الدقيقة

الوضع الخاص لطبقة الكريستال الفوتونية السليكونية. الائتمان سيرجي دياكوف ، سيرجي تيخوديف ، نيكولاي جيبيوس

الوضع الخاص لطبقة الكريستال الفوتونية السليكونية. الإئتمان
سيرجي دياكوف ، سيرجي تيخوديف ، نيكولاي جيبيوس

المستخلص:
وجد باحثو Skoltech وزملاؤهم من معهد RAS لفيزياء الهياكل الدقيقة ، وجامعة ولاية Lobachevsky في نيجني نوفغورود ، وجامعة ITMO ، وجامعة Lomonosov Moscow State ، ومعهد AM Prokhorov للفيزياء العامة طريقة لزيادة اللمعان الضوئي في السيليكون ، وهو الباعث والامتصاص السيئ السمعة. من الفوتونات في قلب كل الإلكترونيات الحديثة. قد يمهد هذا الاكتشاف الطريق للدوائر الضوئية المتكاملة ، مما يعزز أدائها. نُشرت الورقة في مجلة Laser and Photonics Reviews.

قام الباحثون بترويض السيليكون للتفاعل مع الضوء للجيل القادم من الإلكترونيات الدقيقة

موسكو ، روسيا | تم النشر في 11 حزيران (يونيو) 2021

أدى "الانتقاء الطبيعي" في تكنولوجيا أشباه الموصلات على مدار ما يقرب من 80 عامًا إلى ظهور السيليكون باعتباره المادة الغالبة للرقائق. يتم إنشاء معظم الدوائر الدقيقة الرقمية باستخدام تقنية CMOS (CMOS) ، والتي تمثل شبه موصل أكسيد معدني مكمل. ومع ذلك ، فقد اصطدمت الشركات المصنعة بالحائط في طريقها إلى زيادة أدائها بشكل أكبر: إطلاق الحرارة بسبب الكثافة العالية للعناصر في دوائر CMOS.

يتمثل أحد الحلول المحتملة في تقليل توليد الحرارة عن طريق التبديل من الوصلات المعدنية بين العناصر في الدوائر الدقيقة إلى الوصلات الضوئية: على عكس الإلكترونات في الموصلات ، يمكن للفوتونات أن تسافر مسافات عملاقة في أجسام موجية بأقل قدر من فقد الحرارة.

"إن الانتقال إلى الدوائر الضوئية المتكاملة المتوافقة مع CMOS سيجعل من الممكن زيادة معدل نقل المعلومات بشكل كبير داخل شريحة وبين الرقائق الفردية في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، مما يجعلها أسرع. لسوء الحظ ، يتفاعل السيليكون نفسه مع الضوء بشكل ضعيف: فهو باعث ضعيف وامتصاص ضعيف للفوتونات. لذلك ، فإن ترويض السيليكون للتفاعل مع الضوء بشكل فعال هو مهمة أساسية ، "كما يقول سيرجي دياكوف ، كبير الباحثين في سكولتيك والمؤلف الأول للورقة.

تمكن Dyakov وزملاؤه من تعزيز التلألؤ الضوئي القائم على السيليكون باستخدام النقاط الكمومية الجرمانيوم والبلورة الضوئية المصممة خصيصًا. استخدموا مرنانًا يعتمد على حالات مرتبطة في السلسلة ، وهي فكرة مستعارة من ميكانيكا الكم: هذه الرنانات تخلق حصرًا فعالًا للضوء بداخلها لأن تناظر المجال الكهرومغناطيسي داخل الرنان لا يتوافق مع تناظر الموجات الكهرومغناطيسية في المساحة المحيطة.

لقد اختاروا أيضًا نانويسلاند الجرمانيوم كمصدر للإضاءة ، والتي يمكن دمجها في المكان المطلوب على شريحة السيليكون. يقول دياكوف: "أدى استخدام الحالات المقيدة في السلسلة المتصلة إلى زيادة شدة التلألؤ بأكثر من مائة مرة" ، مشيرًا إلى أنه يمكن أن يقودنا إلى الدوائر الضوئية المتكاملة المتوافقة مع CMOS.

"تفتح النتائج إمكانيات جديدة لإنشاء مصادر إشعاع فعالة تعتمد على السيليكون ، مدمجة في دوائر الإلكترونيات الدقيقة الحديثة مع معالجة الإشارات الضوئية. يوجد حاليًا الكثير من المجموعات التي تعمل على إنشاء ثنائيات باعثة للضوء استنادًا إلى مثل هذه الهياكل ومبادئ اقترانها بعناصر أخرى على شريحة إلكترونية ضوئية ، "البروفيسور نيكولاي جيبيوس ، رئيس مجموعة نظرية الفوتونات النانوية في مركز الضوئيات والمواد الكمومية في Skoltech ، يقول.

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
إليانا زولوتاريفا
897-777-14699

حقوق النشر © معهد سكولكوفو للعلوم والتكنولوجيا (سكولتك)

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: