Новое достижение в области фотонных чипов

В исследовании, опубликованном сегодня в Light: Science & Applications, команда из Австралийского национального университета и их сотрудники из Северо-Западного политехнического университета описывают метод выращивания высококачественных нанопроводов с несколькими квантовыми ямами, изготовленных из полупроводниковых материалов арсенида Индия-галлия и фосфида индия.

Оптическая передача информации превосходит электрическую с точки зрения скорости и эффективности, вот почему индустрия фотонных чипов переживает бум в последнее десятилетие. Эти чипы, также известные как интегральные схемы фотоники, теперь можно найти в телекоммуникационных устройствах, автономных транспортных средствах, биосенсорах и потребительских устройствах, таких как мобильные телефоны.

Ключевым недостатком современных фотонных чипов является отсутствие встроенного источника света. В настоящее время для этих чипов требуется внешний источник света, что препятствует дальнейшей миниатюризации чипов и устройств, которые они обеспечивают.

Лазеры на основе нанопроволоки являются отличным кандидатом для этих источников света, но высококачественные нанопроволоки с гладкими боковыми стенками, контролируемыми размерами и точным составом кристаллов, которые работают при комнатной температуре, было сложно изготовить в больших масштабах.

Такие лазеры являются источниками когерентного света (одномодовыми оптическими волноводами), как и любое другое лазерное устройство, с преимуществом работы на наноуровне. Созданные методом молекулярно-лучевой эпитаксии, лазеры на нопроволоке предлагают возможность прямой интеграции в кремний, а также построения оптических межсоединений и передачи данных в масштабе чипа

Исследователи TMOS и их сотрудники разработали инновационный многоступенчатый инженерный подход к выращиванию нанопроволок с использованием селективной площадной эпитаксии методом металлоорганического химического осаждения из паровой фазы.

Соавтор исследования, аспирант TMOS Фанлу Чжан, говорит: “Благодаря этому новому методу эпитаксиального выращивания мы можем точно контролировать диаметр и длину нанопроволок с квантовыми ямами с высоким качеством кристаллов и однородной морфологией. Это позволяет создавать управляемые оптические резонаторы из нанопроволоки, тем самым позволяя регулировать пространственные и продольные режимы. Затем, модулируя состав и толщину квантовых ям в нанопроводах, можно регулировать длину волны генерации нанопроводов, достигая покрытия широкого спектрального диапазона в телекоммуникационном диапазоне ближнего инфракрасного диапазона.”

Соавтор исследования Сютао Чжан говорит: “Представленная нами технология хорошо подходит для крупномасштабного эпитаксиального выращивания однородных массивов нанопроволок. Это позволит серийно создавать наноразмерные лазерные источники света в телекоммуникационном диапазоне ближнего инфракрасного диапазона. Этот подход потенциально может преодолеть препятствия, связанные с традиционными методами изготовления встроенных в микросхему источников света путем склеивания или гетерогенной эпитаксии, демонстрируя многообещающий путь крупномасштабной фотонной интеграции ”.

Сообщение Новое достижение в области фотонных чипов появились сначала на Время электроники.