Skip to main content
DeutschDE
European Commission logo print header

Low power consumption silicon optoelectronics based on strain and refractive index engineering

Projektbeschreibung

DEENESFRITPL

Techniken zum Dehnungs- und Brechungsindex: bahnbrechende Durchbrüche für die Silizium-Optoelektronik

Die drastische Erhöhung der Bandbreite zur Bewältigung der ständig steigenden Datenlast und die deutliche Senkung des Energiebedarfs für die Datenübertragung sind wichtige Ziele für künftige Telekommunikationsnetze. Die Silizium-Photonik hat sich schnell als die vielversprechendste Lösung herauskristallisiert, da sie ausgereiftes Silizium als Integrationsplattform für integrierte Photonik-Schaltungen nutzt. Trotz enormer Fortschritte gilt es noch viele Herausforderungen zu bewältigen, um die erforderlichen Durchbrüche zu erzielen. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt POPSTAR zielt darauf ab, diese Probleme mit einer neuen Klasse optoelektronischer Silizium-Bauelemente zu überwinden, die auf nichtlinearen optischen Effekten beruhen, indem es Techniken zum Dehnungs- und Brechungsindex nutzt. 3D-Dehnungen in photonischen Silizium-Nanostrukturen im Sub-Wellenlängenbereich werden zu bahnbrechenden Durchbrüchen bei hocheffizienten Nichtlinearitäten zweiter Ordnung und bei der Änderung der Bandlückenenergie führen.

Ziel

The POPSTAR project aims at building a new class of silicon optoelectronic devices based on nonlinear optical effects for the development of high speed multiple wavelength photonic circuits in the near-IR wavelength range for data communication applications including optical interconnects and high performance computing systems. Three major cornerstones will be developed: (i) a 40Gbit/s optical modulators based on Pockels effect with energy consumption and swing voltage lower than 1fJ/bit and 1V, respectively, (ii) a high responsivity, low dark-current, low bias voltage and high bandwidth (40Gbit/s) Si photodetector based on two-photon-absorption and (iii) a low threshold (<10dBm) tunable optical parametric oscillator source based on frequency comb generation.
The ground-breaking concept of the project is to generate 3D strains in sub-wavelength silicon photonic nano-structures leading to significant breakthroughs in second-order nonlinearities efficiency (Pockels effect) and in the band-gap energy changes in order to increase or decrease two photon absorption process in silicon. The new approach developed here is to combine (i) strain engineering generated by functional oxide materials including YSZ, SrTiO3, SrHfO3 which exhibit more appropriate strain-induced characteristics in silicon than the use of silicon nitride and (ii) refractive index engineering using sub-wavelength silicon nanostructures. Generation of tunable strains in silicon with an active control using piezoelectric materials including PZT will be also develop to control the light dispersion.
Each of the three optoelectronic silicon building blocks would be world’s first demonstration according to the target performances and the used effects. Indeed, the performance targets cannot be achieved with the current state of scientific and technological backgrounds.
Finally, the project will open new horizons in the field of strained sub-wavelength silicon photonics in the near-IR wavelength range.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

ERC-2014-CoG

Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigen

Finanzierungsplan

ERC-COG - Consolidator Grant

Gastgebende Einrichtung

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Netto-EU-Beitrag
€ 1 999 300,00
Adresse
RUE MICHEL ANGE 3
75794 Paris
Frankreich

Auf der Karte ansehen
Region
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten
€ 1 999 300,00

Begünstigte (1)

Diese Seite teilen

Herunterladen

Letzte Aktualisierung: 5 Juni 2023

Mein Booklet

Permalink: https://cordis.europa.eu/project/id/647342/de

European Union, 2024