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micro-crystals Single Photon InfraREd detectors

Projektbeschreibung

DEENESFRITPL

Vertikales epitaktisches Wachstum von Mikrokristallen auf gemustertem Silizium führt zu noch nie dagewesenen Eigenschaften

Silizium wird das Arbeitstier vieler mikroelektronischer und mikrophotonischer Geräte bleiben. Die Integration verschiedener anderer Halbleitermaterialien auf dem Siliziumsubstrat wird häufig durch epitaktisches Wachstum erreicht, wodurch ein dünner Film entsteht. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts microSPIRE wird ein neuartiger Abscheidungsansatz, die vertikale Heteroepitaxie, entwickelt. Dieser nutzt die Strukturierung herkömmlicher Siliziumsubstrate und die epitaktische Abscheidung. Dies wird die Selbstmontage von Anordnungen aus vertikal verlängerten Germanium- und Galliumarsenid-Epitaxie-Mikrokristallen mit unvergleichlichen strukturellen und elektronischen Eigenschaften ermöglichen. Der microSPIRE-Ansatz wird mit innovativen Einzelphotonendetektoren im Infrarotbereich demonstriert und für die Brustbildgebung sowie die optische Bewertung des Brustkrebsrisikos getestet.

Ziel

µSPIRE aims at establishing a technological platform for homo- and hetero- structure based photonic and electronic devices using the self-assembling of epitaxial crystals on patterned Si substrates.
Emerging micro-electronic and photonic devices strongly require the integration on Si of a variety of semiconducting materials such as Ge, GaAs, GaN and SiC, in order to add novel functionalities to the Si platform. µSPIRE pursues this goal employing a novel deposition approach, which we termed vertical hetero-epitaxy (VHE). VHE exploits the patterning of conventional Si substrates, in combination with epitaxial deposition, to attain the self-assembly of arrays of Ge and GaAs epitaxial micro-crystals elongated in the vertical direction, featuring structural and electronic properties unparalleled by “conventional” epitaxial growth.
As a concrete demonstration of VHE potentialities, we will deliver a complete set of novel photon counting detectors: VHE micro-crystals will be used as the elementary microcells for single-photon detectors with performances far beyond those of current state-of-the-art devices, namely:
- High photon detection efficiency (> 80%), thanks to the use of several µm thick micro-crystals;
- High photon-number-resolving capability, thanks to the high density of micro-crystals;
- High fill-factor (> 90%), thanks to the almost complete surface coverage attained by VHE;
- Extended sensitivity from visible (350 – 900 nm) to NIR (800 – 1800 nm) and MIR (up to 10µm), thanks to the integration on Si of Ge and GaAs quantum wells.
As a first action towards real applications, the Si and Ge devices will be tested on phantoms closely mimicking breast tissue in order to assess the improvement in signal level with respect to state of the art detectors, and investigate the potential extension to a presently unexplored, but appealing, long-wavelength spectral range (1500nm+) of breast imaging and optical assessment of breast cancer risk.

Wissenschaftliches Gebiet

Programm/Programme

Thema/Themen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

H2020-FETOPEN-2016-2017

Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigen

Unterauftrag

H2020-FETOPEN-1-2016-2017

Finanzierungsplan

RIA - Research and Innovation action

Koordinator

POLITECNICO DI MILANO
Netto-EU-Beitrag
€ 982 232,50
Adresse
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italien

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Region
Nord-Ovest Lombardia Milano
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 982 232,50

Beteiligte (5)

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Letzte Aktualisierung: 13 Juni 2022

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Permalink: https://cordis.europa.eu/project/id/766955/de

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