Генератор света на кремнии – телевизор в миниатюре

1174

Как известно, кремний, на базе которого строятся современные полупроводниковые приборы, и в том числе – интегральные схемы (ИС), интенсивно поглощает свет в оптическом диапазоне, что, к слову, легло в свое время в основу сенсоров изображения Foveon X3. При определенных условиях кремний может свет излучать – это происходит на переходе между двумя полупроводящими областями с разными типами носителя заряд и используется в светодиодах и светодиодных лазерах. Для того, чтобы обеспечить генерацию света в удобном для использования диапазоне или увеличить мощность излучения, ряд исследователей ведет напряженную работу в направлении изменения свойств запрещенной зоны (характерной только для полупроводников) и применения квантовых точек – наноразмерных пространственных неоднородностей. Однако, Applied Plasmonics для генерации света предлагает использовать в корне иной подход: сфокусированный пучок электронов и массив наноантенн, что, по словам разработчиков, позволяет генерировать свет произвольной длины волны, а это может быть незаменимо в ряде научных и коммерческих применений – например, такой источник света можно использовать для передачи частотно-модулированного оптического сигнала.



Свой подход Applied Plasmonics называет «распространением плазмонных волн»: пучок электронов распространяется вдоль поверхности кремниевого кристалла, ускоряемый создаваемым массивом наноэлектродов полем. Электроды питаются высоким напряжением, кроме того, на поверхности находятся наноантенны с подобранными длиной и высотой (но сообщается, что созданы они с помощью стандартных литографических методов). Когда пучок электронов проходит над такой антенной, на её поверхности создается плазма, способная излучать фотоны.



Пожалуй, наиболее эффектно новую разработку можно сравнить с электронно-лучевой трубкой: роль материала, в котором распространяются электроны, играет кристаллический кремний (причем без каких-либо легирующих добавок), роль системы катод-анод – ускоряющие наноэлектроды, между которыми прикладывается разность потенциалов около 20 кВ. Наноантенны в такой схеме можно сравнить с серией отклоняющих/управляющих электродов.



Придавая различную форму наноантеннам, можно добиться свечения символов (по аналогии с вакуумными символьными дисплеями) или отдельных точек, которые можно использовать для оптической связи двух близлежащих кремниевых чипов. Направляя электронный пучок по одному или другому пути, можно генерировать свет разной длины волны. Также можно добиться излучения света, по спектральным характеристикам идентичного солнечному, а эффективность излучения будет определяться эффективностью взаимодействия электронных пучков с наноантенными. Да и сами электронные пучки можно использовать для чего-нибудь полезного, но для чего именно – над этим разработчики Applied Plasmonics пока не думали. В общем-то, им, наверное, было и не до того.

Наноантенны создаются на основе единичного металлического слоя (серебра), периодичность определяет длину волны генерируемых фотонов. Высота антенн составляет 100 нм, период – от 155 до 250 нм (могут создаваться литографическими инструментами, предназначенными для 90-нм и 65-нм производства). Длина каждой антенны – от 60 до 180 нм, толщина – 30 нм. Длина массива достигает нескольких микрон, ускоряющих электродов – достаточно двух.

Возможно создание нескольких массивов наноантенн, «настроенных» на разные длины волн, на одной подложке. Роль подложки могут выполнять любые кремниевые кристаллы, в том числе КМОП ИС высокой степени интеграции, которым, таким образом, предоставляется дополнительная плоскость для размещения оптических портов ввода/вывода.

Как сообщает источник, что эксперимент Applied Plasmonics был повторен в Университете штата Флорида, где подтвердилось излучение света и возможность управления длиной волны.

16 мая 2006 Г.

12:09

Ctrl
ПредыдущаяСледующая

Все новости за сегодня

В рейтинге Greenpeace компания Apple заняла второе место, а Samsung — третье, но с конца: Greenpeace оценила крупнейшие IT-компании 2

Модуль Moto Smart Speaker для смартфонов Moto Z оснащён парой стереодинамиков и поддерживает Amazon Alexa: Модуль Moto Smart Speaker оценили в 150 долларов

Снимок безрамочного смартфона Meizu демонстрирует наличие кнопки mBack, несмотря на дисплей 18:9: Meizu выпустит безрамочный смартфон с физической кнопкой mBack3

Представлены компьютерные корпуса NZXT H700i, H400i и H200i : В корпуса NZXT H700i, H400i и H200i встроен цифровой контроллер вентиляторов и подсветки5

До конца года Intel выпустит «первую в отрасли микросхему для обработки нейронных сетей» — Intel Nervana Neural Network Processor: Intel Nervana Neural Network Processor — новое имя семейства ускорителей Lake Crest13

Nanya вернется на рынок серверной памяти DRAM: В текущем квартале должен начаться серийный выпуск 20-нанометровых микросхем DDR4 плотностью 8 Гбит

ПО Geekbench указывает на наличие в смартфоне Xiaomi Redmi Note 5 старой платформы Qualcomm, но результаты тестов этому не соответствуют: Xiaomi Redmi Note 5 появился в базе Geekbench4

Представлен объектив Zeiss Milvus 1.4/25 : Объектив Zeiss Milvus 1.4/25 оценен производителем в 2399 евро11

Всего за один день рыночная стоимость IBM выросла на 12,6 млрд долларов: Акции IBM, с начала года подешевевшие на 12%, показали крупнейший за последние годы рост13

997
1318

iXBT TV

  • Обзор беззеркальной фотокамеры Fujifilm X-A10 формата APS-C со сменными объективами

  • Планшеты для подводного чтения, дешевый безрамочный смартфон и автономная VR-гарнитура

  • Обзор 3D-принтера Funtastique Evo: дешевая, но вполне функциональная DIY-модель

  • Обзор робота-пылесоса Polaris PVCR 0920WV Rufer с функцией влажной протирки полов

  • Новинки Google на любой вкус: Pixel 2, Pixel 2 XL, Pixelbook, Clip, Home Mini и Max

  • Обзор водонепроницаемого бинокля Canon 10x42L IS WP с оптическим стабилизатором

  • Обзор компактного вертикального пылесоса Kitfort КТ-525

  • Обзор 15-дюймового игрового ноутбука MSI GE63VR 7RF Raider 4K с 4K-экраном

  • Ракета вместо самолета, умные AC Amazon, робот-мяч

  • Обзор парогенератора MIE Stiro Pro для глажки, отпаривания и уборки дома

  • Обзор изогнутого 37,5-дюймового IPS-монитора Acer XR382CQK с соотношением сторон 21:9

  • Обзор робота-полотера Everybot RS500

1212

Календарь

май
Пн
Вт
Ср
Чт
Пт
Сб
Вс

Рекомендуем почитать