Sidnėjaus universitetas kuria „Lego“ tipo optoelektroninių lustų architektūrą

Neseniai Sidnėjaus universiteto nano instituto (USNI) mokslininkai išrado kompaktišką silicio puslaidininkinį lustą, kuris bus kartu integruoti elektroniniai ir fotoniniai komponentai. Ši nauja technologija labai išplečia radijo dažnių juostos plotį ir pagerina galimybę tiksliai valdyti įrenginiu sklindančią informaciją.
Išplėstas pralaidumas reiškia, kad per lustą gali tekėti daugiau informacijos, o fotonika pažangiam filtrų valdymui sukuria universalius naujus puslaidininkinius įrenginius.
Tyrėjai tikisi, kad lustas bus naudojamas diegiant pažangius radarus, palydovines sistemas, belaidžius tinklus ir 6G bei 7G telekomunikacijas ir atvers duris pažangiai autonominei gamybai. Tai taip pat galėtų padėti įkurti aukštųjų technologijų pridėtinės vertės gamyklas tokiose vietose kaip Vakarų Sidnėjaus aeropolis.
Luste naudojama nauja silicio fotonikos technologija, kuri gali integruoti kelias sistemas puslaidininkiuose, kurių plotis mažesnis nei 5 milimetrai. Kanclerio pavaduotojas profesorius Benas Eggletonas, vadovavęs tyrimų grupei, palygino tai su „Lego“ surinkimu, naudojant mažus elektroninius lustus, siekiant integruoti naujas medžiagas per pažangias komponentų pakuotes.
Išradimo tyrimai buvo paskelbti Nature Communications.
Dr. Alvaro Casas Bedoya, fizikos mokyklos fotoninės integracijos direktoriaus pavaduotojas, vadovavęs mikroschemų projektavimui, sakė, kad unikalus požiūris į nevienalyčių medžiagų integravimą buvo kuriamas 10 metų.
Užjūrio puslaidininkių liejyklų naudojimas pagrindinėms lustų plokštelėms gaminti kartu su vietine mokslinių tyrimų infrastruktūra ir gamyba buvo labai svarbus kuriant tokius fotoninius integrinius grandynus“, – sakė jis. Ši architektūra reiškia, kad Australija gali plėtoti savo lustų gamybą. nereikia visiškai pasikliauti tarptautinėmis liejyklomis dėl pridėtinės vertės procesų.
Profesorius Eggletonas pabrėžė, kad dauguma Australijos vyriausybės pagrindinių nacionalinio intereso technologijų sąrašo elementų priklauso nuo puslaidininkių. Jis teigė, kad išradimas reiškia, kad Sidnėjaus Nano darbas puikiai dera su tokiomis iniciatyvomis kaip NSW vyriausybės remiamas puslaidininkių sektoriaus paslaugų biuras (S3B) Australijoje, kurio tikslas yra plėtoti vietinę puslaidininkių ekosistemą.
Dr. Nadia Court, S3B direktorė, pakomentavo: "Šis darbas atitinka mūsų misiją skatinti puslaidininkių technologiją ir duoda daug pažadų puslaidininkių naujovių ateičiai Australijoje. Šis rezultatas sustiprina vietines mokslinių tyrimų ir dizaino jėgas kritiniu metu dėl padidėjusio pasaulinio susidomėjimo ir investicijų į šį sektorių“.
Integrinis grandynas buvo sukurtas bendradarbiaujant su Australijos nacionalinio universiteto mokslininkais ir pastatytas švarioje patalpoje Sidnėjaus universiteto nanomokslų centro pagrindinėje mokslinių tyrimų įstaigoje, specialiai sukurtame 150 milijonų Australijos dolerių (100 milijonų JAV dolerių / 92 milijonų eurų). pastatas su pažangia litografijos ir nusodinimo įranga.
Profesorius Eggleton sakė, kad mikroschemoje esančios fotoninės grandinės, kurios bus naudojamos kuriant įrenginį su derinamu dažniu, kurio dažnių juostos plotis yra 15 gigahercų, o spektrinė skiriamoji geba yra tik 37 MHz, tai yra mažiau nei ketvirtadalis viso pralaidumo. Šis išradimas, vadovaujamas mūsų doktoranto Matthew Garretto, yra mikrobangų fotonikos ir integruotos fotonikos tyrimų reikšminga pažanga.
"Mikrobangų fotoniniai filtrai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį šiuolaikinėse komunikacijose ir radaro programose, suteikiant lankstumo tiksliai filtruoti skirtingus dažnius, sumažinant elektromagnetinius trukdžius ir gerinant signalo kokybę. Mūsų novatoriškas požiūris į pažangių funkcijų integravimą į puslaidininkinius lustus, ypač heterogenišką sieros integravimą. pagamintas stiklas su siliciu, gali pakeisti vietinį puslaidininkių kraštovaizdį.
Bendraautorius ir vyresnysis mokslo darbuotojas Dr. Moritzas Merkleinas sakė: „Šis darbas atveria kelią naujos kartos kompaktiškiems, didelės raiškos RF fotoniniams filtrams su plačiajuosčio dažnio derinimo funkcija, o tai ypač naudinga ore ir kosmose perduodamoms RF ryšio naudingosioms apkrovoms. galimybės pagerinti bendravimo ir jutimo galimybes“.