Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Technologia elektrooptyczna zapewnia UE silniejszą pozycję międzynarodową

German to materiał półprzewodnikowy o właściwościach elektrycznych i optycznych przewyższających pod pewnymi względami konwencjonalny krzem (Si). Naukowcy wykorzystali stop krzemu i germanu (SiGe), aby uzyskać nowe fotodetektory i inne urządzenia elektrooptyczne.
Technologia elektrooptyczna zapewnia UE silniejszą pozycję międzynarodową
Krystaliczne (epitaksjalne) stopy SiGe są przedmiotem intensywnych prac badawczo-rozwojowych w Azji i USA. Otwierają one drogę ku nowym urządzeniom fotonicznym i elektronicznym, takim jak szybkie tranzystory i detektory podczerwieni. Aby umożliwić UE zachowanie konkurencyjności w tej dynamicznej dziedzinie, naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt PIOS ("Photonic integration on silicon germanium").

Prace koncentrowały się na stosunkowo nowej technice MHAH (Multiple Hydrogen Annealing for Heteroepitaxy), która pozwala na wytwarzanie warstw Ge o bardzo dobrej jakości, zintegrowanych w platformie krzemowej typu metal-tlenek-półprzewodnik (CMOS). Technikę tę wykorzystano do wyhodowania struktur wielu studni kwantowych (MQW) z SiGe. "Studnie" te, będące małymi strukturami złożonymi z warstw materiałów, chwytają nośniki ładunku (np. elektrony lub dziury) w kierunku prostopadłym do warstw. Studnie kwantowe umożliwiają kontrolowanie konwersji energii na światło na pożądanych długościach fal. Gdy kontrola (modulacja) następuje poprzez zewnętrzne pole elektryczne (za pośrednictwem ograniczonego kwantowo efektu Starka (QCSE)), powstaje modulator elektro-absorpcyjny.

Uczestnicy projektu PIOS posłużyli się strukturami SiGe MQW hodowanymi metodą MHAH w celu uzyskania wysoce reaktywnych fotodetektorów i wydajnych modulatorów elektro-absorpcyjnych. Ponadto metoda selektywnego wzrostu epitaksjalnego (SEG) umożliwiła wyhodowanie warstw SiGe zgodnych z konwencjonalnymi procesami Si CMOS.

Wykorzystano również technikę epitaksji w celu zapewnienia wzrostu półprzewodnikowych nanokryształków Ge w przewodzącej matrycy krzemowej, co stanowi ważne udoskonalenie względem techniki produkcji w izolatorze stosowanej w większości innych badań. Badacze wytworzyli nanokryształki krzemowe przy pomocy taniej, wysokoprzepustowej ablacji laserowej, która pozwala uzyskać materiały do wielu rożnych urządzeń optoelektronicznych, oraz zastosowali je w nowym fotodetektorze.

Techniki i urządzenia PIOS powinny być ważne dla europejskiego przemysłu optoelektronicznego i jego konkurencyjności na rosnącym światowym rynku. Ponadto nowe urządzenia takie jak tanie i bardzo szybkie systemy telekomunikacyjne, spektroskopowe systemy diagnostyczne i techniki widzenia maszynowego na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego, oznaczać będą korzyści dla zwykłych obywateli UE.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę