Hjem > Press > Researchers tame silicon to interact with light for next-generation microelectronics
Own mode of the silicon photonic crystal layer. CREDIT Sergey Dyakov, Sergey Tikhodeev, Nikolay Gippius |
Abstrakt:
Skoltech researchers and their colleagues from RAS Institute for Physics of Microstructures, Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, ITMO University, Lomonosov Moscow State University, and A.M. Prokhorov General Physics Institute have found a way to increase photoluminescence in silicon, the notoriously poor emitter and absorber of photons at the heart of all modern electronics. This discovery may pave the way to photonic integrated circuits, boosting their performance. The paper was published in the journal Laser and Photonics Reviews.
Forskere temmer silisium for å samhandle med lys for neste generasjons mikroelektronikk
Moskva, Russland | Skrevet 11. juni 2021
“Natural selection” in semiconductor technology over almost 80 years has led to silicon emerging as the predominant material for chips. Most digital microcircuits are created using CMOS technology (CMOS), which stands for complementary metal-oxide-semiconductor. Yet manufacturers have hit a wall on the way to increasing their performance even further: heat release due to high density of elements in CMOS circuits.
One potential workaround is reducing heat generation by switching from metallic connections between elements in microcircuits to optical ones: unlike electrons in conductors, photons can travel giant distances in wavegiudes with minimal heat losses.
“The transition to CMOS-compatible photonic integrated circuits will also make it possible to significantly increase the information transfer rate within a chip and between individual chips in modern computers, making them faster. Unfortunately, silicon itself weakly interacts with light: it is a poor emitter and a poor absorber of photons. Therefore, taming silicon to interact with light effectively is an essential task,” Sergey Dyakov, senior researcher at Skoltech and the first author of the paper, says.
Dyakov and his colleagues have managed to enhance silicon-based photoluminescence using germanium quantum dots and a specially designed photonic crystal. They used a resonator based on bound states in the continuum, an idea borrowed from quantum mechanics: these resonators create effective confinement of light inside them since the symmetry of the electromagnetic field inside the resonator does not correspond to the symmetry of the electromagnetic waves of the surrounding space.
They also chose germanium nanoislands as a source of luminescence, which can be embedded into the desired place on a silicon chip. “The use of bound states in the continuum increased luminescence intensity by more than a hundred times,” Dyakov says, noting that it can lead us to CMOS-compatible photonic integrated circuits.
“The results open up new possibilities for creating efficient radiation sources based on silicon, built into the circuits of modern microelectronics with optical signal processing. There are currently lots of groups working on creating light-emitting diodes based on such structures and the principles of their coupling with other elements on an optoelectronic chip,” Professor Nikolay Gippius, head of Nanophotonics Theory group at the Center of Photonics and Quantum Materials at Skoltech, says.
####
For mer informasjon, klikk her.
Kontakter:
Ilyana Zolotareva
897-777-14699
Copyright © Skolkovo Institute of Science and Technology (Skoltech)
Hvis du har en kommentar, vær så snill Kontakt oss.
Utstedere av nyhetsutgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlig for nøyaktigheten av innholdet.
Relaterte linker |
Relaterte nyheter Press |
Nyheter og informasjon
Molekylært belegg forbedrer organiske solceller Juni 11th, 2021
Forskere tar kvantekryptering ut av laboratoriet: Feltforsøk viser at enkelt QKD-system fungerer med eksisterende telenett i Italia Juni 11th, 2021
Slå på varmen: En fleksibel enhet for lokalisert varmebehandling av levende vev Juni 11th, 2021
Mulige futures
Forskere tar kvantekryptering ut av laboratoriet: Feltforsøk viser at enkelt QKD-system fungerer med eksisterende telenett i Italia Juni 11th, 2021
Slå på varmen: En fleksibel enhet for lokalisert varmebehandling av levende vev Juni 11th, 2021
Rislaboratorium ser på 2D-krystallsyntese: Simuleringer kan hjelpe molekylære ingeniører med å forbedre skapelsen av halvledende nanomaterialer Juni 11th, 2021
Chip-teknologi
Rislaboratorium ser på 2D-krystallsyntese: Simuleringer kan hjelpe molekylære ingeniører med å forbedre skapelsen av halvledende nanomaterialer Juni 11th, 2021
Magnetisme driver metaller til isolatorer i nytt eksperiment: Studie gir nye verktøy for å undersøke nye spintronic-enheter Juni 4th, 2021
Optisk databehandling / Photonic computing
Armaturer: Steven DenBaars og John Bowers får topp anerkjennelse på Compound Semiconductor Week-konferansen May 21st, 2021
Fremveksten av et nytt heteronanostrukturbibliotek Kan 14th, 2021
Med ny optisk enhet kan ingeniører finjustere lysfargen April 23rd, 2021
Ny teknologi bygger ultralow-tap integrerte fotoniske kretser April 16th, 2021
nanoelektronikk
Ny teknologi bygger ultralow-tap integrerte fotoniske kretser April 16th, 2021
Grafen: Alt under kontroll: Forskerteamet demonstrerer kontrollmekanisme for kvantemateriale April 9th, 2021
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
funn
Molekylært belegg forbedrer organiske solceller Juni 11th, 2021
Forskere tar kvantekryptering ut av laboratoriet: Feltforsøk viser at enkelt QKD-system fungerer med eksisterende telenett i Italia Juni 11th, 2021
Slå på varmen: En fleksibel enhet for lokalisert varmebehandling av levende vev Juni 11th, 2021
Rislaboratorium ser på 2D-krystallsyntese: Simuleringer kan hjelpe molekylære ingeniører med å forbedre skapelsen av halvledende nanomaterialer Juni 11th, 2021
Kunngjøringer
Forskere tar kvantekryptering ut av laboratoriet: Feltforsøk viser at enkelt QKD-system fungerer med eksisterende telenett i Italia Juni 11th, 2021
Slå på varmen: En fleksibel enhet for lokalisert varmebehandling av levende vev Juni 11th, 2021
Rislaboratorium ser på 2D-krystallsyntese: Simuleringer kan hjelpe molekylære ingeniører med å forbedre skapelsen av halvledende nanomaterialer Juni 11th, 2021
Intervjuer / Bokanmeldelser / Essays / Rapporter / Podcasts / Journals / White papers / Poster
Molekylært belegg forbedrer organiske solceller Juni 11th, 2021
Forskere tar kvantekryptering ut av laboratoriet: Feltforsøk viser at enkelt QKD-system fungerer med eksisterende telenett i Italia Juni 11th, 2021
Slå på varmen: En fleksibel enhet for lokalisert varmebehandling av levende vev Juni 11th, 2021
Rislaboratorium ser på 2D-krystallsyntese: Simuleringer kan hjelpe molekylære ingeniører med å forbedre skapelsen av halvledende nanomaterialer Juni 11th, 2021
Photonics / Optikk / Lasere
Armaturer: Steven DenBaars og John Bowers får topp anerkjennelse på Compound Semiconductor Week-konferansen May 21st, 2021
Fremveksten av et nytt heteronanostrukturbibliotek Kan 14th, 2021
Nanophotonics forbedret dekkglass for fasebehandling i biologi Kan 14th, 2021
Myntsmart. Beste Bitcoin-Börse i Europa
Kilde: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56710