Nanotechnology Now - Press Release: HKUST Researchers Develop New Integration Technique For Efficient Coupling Of III-V And Silicon

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

صفحه اصلی > رسانه ها و مطبوعات > HKUST researchers develop new integration technique for efficient coupling of III-V and silicon

The study was selected as cover of the journal Laser & Photonics Reviews. CREDIT
HKUST

چکیده:
محققان دانشگاه علم و صنعت هنگ کنگ (HKUST) یک تکنیک یکپارچه سازی جدید برای ادغام کارآمد دستگاه های نیمه هادی مرکب III-V و سیلیکون ایجاد کرده اند که راه را برای ادغام فوتونیک با هزینه کم، حجم زیاد، و سرعت و توان بالا هموار می کند. که می تواند ارتباطات داده را متحول کند.

محققان HKUST تکنیک ادغام جدیدی را برای جفت کردن کارآمد III-V و سیلیکون توسعه می دهند

Hong Kong, China | Posted on February 16th, 2024

برخلاف مدارهای مجتمع معمولی یا ریزتراشه‌ها که از الکترون استفاده می‌کنند، مدارهای مجتمع فوتونیک از فوتون‌ها یا ذرات نور استفاده می‌کنند. ادغام فوتونیک نور و الکترونیک را برای سرعت بخشیدن به انتقال داده ها ترکیب می کند. فوتونیک سیلیکون (Si-photonics)، به ویژه، در خط مقدم این انقلاب قرار دارد، زیرا امکان ایجاد اتصالات پرسرعت و کم هزینه را فراهم می کند که می توانند حجم عظیمی از داده ها را به طور همزمان مدیریت کنند.

در حالی که سیلیکون می‌تواند عملکردهای نوری غیرفعال را انجام دهد، اما با وظایف فعالی مانند تولید نور (لیزر) یا تشخیص آن (فوتو آشکارسازها) - هر دو جزء کلیدی برای تولید داده و بازخوانی - مبارزه می‌کند. این امر مستلزم ادغام نیمه هادی III-V (که از مواد گروه های III و V جدول تناوبی استفاده می کند) بر روی یک بستر سیلیکونی برای عملکرد کامل و کارایی افزایش یافته است.

اما در حالی که نیمه هادی های III-V وظایف فعال را به خوبی انجام می دهند، به طور طبیعی با سیلیکون به خوبی کار نمی کنند. این تیم به سرپرستی پروفسور Ying XUE، استادیار پژوهشی و پروفسور Kei May LAU، استاد پژوهشی بخش نواحی میان رشته‌ای نوظهور (EMIA)، با یافتن راهی برای کارآمد کردن دستگاه‌های III-V با سیلیکون، با این چالش مقابله کردند. .
آنها تکنیکی به نام تله گذاری نسبت ابعاد جانبی (LART) توسعه دادند - یک روش جدید اپیتاکسی انتخابی مستقیم که می تواند به طور انتخابی مواد III-V را روی سیلیکون روی عایق (SOI) در جهت جانبی بدون نیاز به بافرهای ضخیم رشد دهد.

در حالی که هیچ روش ادغام گزارش شده در ادبیات نمی تواند چالش را با راندمان کوپلینگ بالا و حجم تولید بالا حل کند، روش آنها به لیزر III-V در صفحه دست یافت، به طوری که لیزر III-V می تواند با Si در همان صفحه جفت شود. کارآمد.

رویکرد ما به عدم تطابق دستگاه های III-V و Si پرداخت. پروفسور XUE گفت: این دستگاه عملکرد عالی دستگاه های III-V را به دست آورد و اتصال III-V را با Si آسان و کارآمد کرد.

در دهه‌های گذشته، ترافیک داده‌ها تحت تأثیر فناوری‌های نوظهور مانند داده‌های بزرگ، برنامه‌های کاربردی ابری و حسگرها به‌طور تصاعدی افزایش یافته است. حوزه مدارهای مجتمع (IC) که به عنوان میکروالکترونیک نیز شناخته می شود، با کوچکتر کردن و سریعتر کردن وسایل الکترونیکی به لطف قانون مور، این رشد را امکان پذیر کرده است، مشاهده ای که تعداد ترانزیستورهای روی یک ریزتراشه تقریباً هر دو سال یکبار دو برابر می شود. اما انفجار مداوم ترافیک داده ها، دستگاه های الکترونیکی سنتی را به محدودیت های خود رسانده است.

شروع عصر زتابایت در سال 2016 باعث رشد فزاینده ای در تولید، پردازش، انتقال، ذخیره سازی و بازخوانی داده ها شد. این افزایش در داده ها چالش های مهمی از جمله سرعت، پهنای باند، هزینه و مصرف انرژی ایجاد می کند. اینجاست که ادغام فوتونیک، به ویژه Si-photonics، وارد می شود.

در مراحل بعدی، تیم قصد دارد نشان دهد که لیزرهای III-V که با موجبرهای سیلیکونی ادغام شده‌اند، می‌توانند عملکرد خوبی داشته باشند، مانند داشتن آستانه پایین، توان خروجی بالا، طول عمر طولانی و توانایی عملکرد در دماهای بالا.

او گفت که قبل از استفاده از این تکنیک در زندگی واقعی، چالش های علمی کلیدی وجود دارد که باید به آنها پرداخت. اما ارتباطات نسل جدید و برنامه‌های کاربردی و حوزه‌های تحقیقاتی مختلف از جمله ابررایانه‌ها، هوش مصنوعی (AI)، پزشکی زیستی، برنامه‌های کاربردی خودرو و شبکه‌های عصبی و کوانتومی را فعال می‌کند.
The study was recently published in the journal Laser & Photonics Reviews and selected as cover.

در یادداشتی مرتبط، پروفسور شو اخیرا کمک هزینه ای به ارزش 100,000 دلار از چالش بنیاد اپتیکا در سال 2023 برای نوآوری های خود در کاهش محدودیت های مرتبط با مدارهای مجتمع فوتونیک دریافت کرده است. این کمک هزینه برای پیشبرد تحقیقات او استفاده خواهد شد.

####

برای اطلاعات بیشتر، لطفا کلیک کنید اینجا کلیک نمایید

تماس با ما:
Janice Tsang
دانشگاه هنگ کنگ علم و صنعت

حق چاپ © دانشگاه علم و صنعت هنگ کنگ

اگر نظری دارید بفرمایید تماس با ما ما.

مسئولیت صحت محتوا به عهده صادرکنندگان انتشارات خبری است، نه موج هفتم، شرکت یا نانوتکنولوژی اکنون.

نشانک: