Projektbeschreibung
Innovativer Integrationsansatz begünstigt zukünftige optoelektronische Systeme
Siliziumnitrid (Si3N4) ist ein vielversprechender Kandidat für optoelektronische Anwendungen. Neben Siliziumphotonik und Indiumphosphid verfügen Si3N4-Photonikschaltungen über eine breite spektrale Abdeckung und geringen Übertragungsschwund. Si3N4 selbst hat jedoch keine aktive Wirkung (außer der Temperaturabstimmung), und eine aktive Funktionalität kann durch die Integration aktiver Komponenten oder aktiver Materialien demonstriert werden. Die Integration auf einem Chip von III-V- und II-VI-Halbleitern auf Si3N4 ist kompliziert und kostspielig. Das EU-finanzierte Projekt MatEl stellt ein neuartiges Integrationsverfahren auf einem Chip vor, das die genaue und schnelle Ausrichtung und die Bindung jeder Art von Chipgehäuse auf Si3N4 unterstützt. MatEl wird Lasertransfer und Laserlöten kombinieren, um hybride Plattformen vorzustellen, die durch die monolithische Integration fortgeschrittener Werkstoffe – Graphen und hochwertiges Blei-Zirkonat-Titanat – verbessert werden.
Ziel
Europe’s leading position in photonics and electronics can only be secured by adapting to the next generation of optoelectronic devices requirements: high performance, multi-functionality and cost efficiency in miniaturized footprint. These can only be achieved if novel schemes for on-chip integration emerge. Among the established platforms for optoelectronic integrated circuits (OEICs), silicon nitride as a wide-band and low-loss material stands outs. However, Si3N4 itself has no active effect and the heterogeneous integration of active III-V and II-VI semiconductor chips is currently very complicated and costly. MatEl offers a unique solution to this challenge and promises to enable a novel on-chip integration scheme: Laser Digital Processing - Laser Transfer and Laser Soldering - will be employed for the accurate and fast alignment and bonding of any type of chip package (OEIC) on Si3N4. The hybrid platform will be enhanced bythe monolithic integration of advanced materials (graphene and high-quality PZT), which will enable multiple functionalities in miniaturized footprint. MatEl will thus demonstrate two next-gen optoelectronic devices at TRL5:
1) 2D light source for AR displays with integrated RGB lasers and OEIC-based demultiplexers.
2) Bio-photonic sensor for antibodies detection with on-chip VCSEL at 850 nm featuring graphene photodetectors.
Overall, MatEl ’s hybrid platform will combine the wide bandwidth and high confinement provided by Si3N4 with the active functionality of III-V and II-VI lasers, supporting a broad spectrum of next-gen applications, extending far beyond these demo applications. Hence, MatEl will reinforce the existing collaborations within the consortium and introduce new eco-systems, estimated to strengthen the EU photonics and microelectronics industrial capability by generating multi M€ turnovers to the involved SMEs and more than 200 new employment positions by the end of its timeframe.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsoptoelectronics
- engineering and technologyenvironmental biotechnologybiosensing
- engineering and technologynanotechnologynano-materialstwo-dimensional nanostructuresgraphene
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorsoptical sensors
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physics
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
HORIZON-CL4-2022-RESILIENCE-01
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HORIZON-RIA - HORIZON Research and Innovation ActionsKoordinator
157 80 ATHINA
Griechenland