Descrizione del progetto
Una piattaforma optoelettronica rivoluzionaria potrebbe dare origine al silicio a emissione di luce
La tecnologia relativa alla fotonica del silicio permette l’integrazione di componenti fotonici all’interno di chip minuscoli. Questa tecnologia promette una maggiore efficienza energetica e l’elaborazione alla velocità della luce; tuttavia, si trova a fare i conti con un grande ostacolo, ovvero il fatto che il silicio cubico tradizionale dispone di una banda indiretta la quale lo rende otticamente inattivo. A meno che al silicio non venga aggiunto il germanio, in una struttura cristallina esagonale interamente nuova, tale elemento non è in grado di gestire la luce. Per ovviare a questo problema, il progetto ONCHIPS, finanziato dall’UE, si propone di realizzare eterostrutture a base di germanio e silicio per applicazioni della tecnologia quantistica e la creazione di qubit di spin in punti quantici. Inoltre, i ricercatori costruiranno rilevatori a singolo fotone per lunghezze d’onda della luce superiori a 2 mm. L’innovativa piattaforma di ONCHIPS, che consentirà l’interazione tra quibit di spin e fotoni singoli, potrebbe drasticamente migliorare la scalabilità dei sistemi quantistici.
Obiettivo
A major roadblock for silicon-based optoelectronics and its quantum applications is that conventional cubic silicon has an indirect band gap, and hence it is optically inactive. ONCHIPS will capitalize on a recent breakthrough from within its consortium: growth and optical characterization of a revolutionary new material: hexagonal germanium-silicon (hex-GeSi), which is a silicon-based, optically active, direct-bandgap semiconductor. Building on this discovery, ONCHIPS' key objectives are as follows:
(1) We will for the first time grow advanced hex-GeSi heterostructures for quantum technology applications.
(2) We will realise spin qubits in quantum dots in hex-GeSi.
(3) We will create spin-photon interfaces in hex-GeSi, made possible by the direct bandgap of the material.
(4) We will build single-photon detectors for wavelengths beyond 2 micrometers, optimized for emission from hex-GeSi.
This project is well aligned with the scope of the call, and will foster the integration of electronic and optoelectronic functionalities based on a silicon-based direct-bandgap semiconductor, using a combination of facilities and expertise that is available only in Europe.
Hence ONCHIPS will establish a strong contribution to European innovation leadership in electronics, photonics, emerging enabling technologies in general, and quantum technologies in particular, making our contributions highly relevant for the work program. This new material has the potential to be compatible with standard silicon-based semiconductor technology, benefitting from established roadmaps on miniaturization and scalability.
Campo scientifico
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsoptoelectronics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
Parole chiave
Programma(i)
Invito a presentare proposte
HORIZON-CL4-2021-DIGITAL-EMERGING-02
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HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsCoordinatore
7522 NB Enschede
Paesi Bassi