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PZT and Graphene MATerials innovations for advanced opto-Electronic applications in AR and biosensing

Descripción del proyecto

Un método de integración innovador posibilita futuras plataformas optoelectrónicas

El nitruro de silicio (Si3N4) es un candidato prometedor para aplicaciones optoelectrónicas. Junto a los dispositivos fotónicos de silicio y los semiconductores de fosfuro de indio, los circuitos integrados fotónicos de Si3N4 tienen una amplia cobertura espectral y bajas pérdidas por propagación. Sin embargo, el Si3N4 no tiene ningún efecto activo por sí mismo (excepto el ajuste térmico), pero se puede logar su funcionalidad activa mediante la integración de componentes o materiales activos. La integración en chip de semiconductores de metales de transición de los grupos III-V y II-VI sobre Si3N4 es compleja y cara. En el proyecto MatEl, financiado con fondos europeos, se está desarrollando un novedoso esquema de integración en chip que posibilita alinear y unir con precisión y rapidez cualquier tipo de encapsulado de chip sobre Si3N4. El equipo de MatEl combinará la transferencia láser y la soldadura láser para demostrar plataformas híbridas, que se mejorarán con la integración monolítica de materiales avanzados: grafeno y titanato de circonato de plomo de alta calidad.

Objetivo

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.

Coordinador

ETHNICON METSOVION POLYTECHNION
Aportación neta de la UEn
€ 812 500,00
Dirección
HEROON POLYTECHNIOU 9 ZOGRAPHOU CAMPUS
157 80 ATHINA
Grecia

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Región
Αττική Aττική Κεντρικός Τομέας Αθηνών
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 812 500,00

Participantes (5)

Socios (2)