Sandia National Laboratories samþættir smáljóstækni á sílikon örflögu

Sandia National Laboratories samþættir litlu ljósfræði á sílikon örflögum! Þessi nálgun gerir Sandia National Laboratories kleift að byggja upp háhraða ljóstækni með mikilli bandbreidd, þar á meðal indíum fosfíð leysira, litíum níóbat mótara, germaníum skynjara og lágtap hljóðeinangrunartæki - allir lykilþættir í stórvirkum ljóskerfum.
Að búa til leysigeisla á sílikoni er krefjandi afrek sem Sandia National Laboratories telur að gæti aukið forystu Bandaríkjanna í hálfleiðaratækni. Aðrar stofnanir eða stofnanir, þar á meðal UC Santa Barbara og Intel, til dæmis, hafa smíðað svipaða leysigeisla, en Sandia hefur stækkað flokk samþættanlegra tækja. Í fyrsta skipti geta þessi tæki unnið saman á optískum sílikon örflögum, einnig þekktar sem ljósrænar samþættar hringrásir. Nú er verið að sameina leysir með öðrum pínulitlum sjóntækjum til að gera sjálfkeyrandi bíla öruggari, gagnaver skilvirkari, lífskynjara flytjanlegri og ratsjár og aðra varnartækni fjölhæfari.
Tilraunaþráður - Hjá Sandia National Laboratories "skreytir" meira en 1,000 tilraunaleysir og magnarar þriggja tommu gullhúðaða sílikonskífu.
Þessi nálgun gerir Sandia National Laboratories kleift að byggja upp háhraða ljóstækni með mikilli bandbreidd, þar á meðal indíum fosfíð leysira, litíum níóbat mótara, germaníum skynjara og lágtap hljóðeinangrunartæki - allir lykilþættir í stórvirkum ljóskerfum.
Innbyggt sílikon er mikilvægt skref í átt að framtíð framleiðslunnar
Kísill er lífæð hálfleiðaraiðnaðarins og ómissandi efni til framleiðslu á tölvuflögum. Ein og sér er það hins vegar ömurlegt efni til að búa til laser. Áskorunin fyrir rannsakendur var að móta leið fyrir ljósfræðilega íhluti úr mörgum efnum til að lifa saman á sílikon örflögum.
Þessi efni geta ekki einfaldlega fest sig saman, svo vísindamennirnir bræddu þau saman við sílikon í flókin lög, ferli sem einnig er þekkt sem ólík samþætting.
Sandia rannsóknarteymið sýndi með góðum árangri misleita samþættingartækni til að búa til blendinga sílikon tæki: blendinga leysira og magnara úr indíum fosfíði og sílikoni, og svipaða mótara úr litíum níóbati og sílikoni, sem kóða upplýsingar í ljósinu sem leysirinn framleiðir.
Að auki, undir sama vettvangi, hafa kraftmiklir og háhraða germaníumskynjarar verið þróaðir til að halda í við þróun leysira og mótara.
Einkennandi leysir-Sandia vísindamenn samræma ljósleiðara við flísa-kvarða, ójafna samþætta leysira undir smásjá.
Þó Sandia rannsóknarteymi hafi náð árangri í rannsóknum segja þeir að þeir þurfi að betrumbæta nálgun sína enn frekar við samstarfsaðila í iðnaði áður en ljóseindaflögur byrja að rúlla af færibandinu. Í framtíðarrannsóknum vonast Sandia rannsóknarteymið til að sameina leysir með öðrum sjónrænum hlutum á einni flís.
Markmið Sandia National Laboratories við að byggja leysir í flísum er að þýða tæknina yfir í iðnaðinn. Teymið notar mörg af sömu verkfærunum og notuð eru í hálfleiðurum í atvinnuskyni og leysir framleiða bylgjulengdir ljóss sem venjulega eru notaðar í fjarskiptaiðnaðinum sem kallast C-band og O-band.
Sandia rannsóknarteymið segir að þegar þeir hafi sýnt ljóseindavettvanginn á landsvísu rannsóknarstofunni geti þeir miðlað tækninni áfram til bandarískra fyrirtækja, þar sem þeir geta einbeitt sér að markaðssetningu stærri framleiðslu.
Sandia National Laboratories fjárfestir einnig í sjón-örflögum vegna þess að þeir senda meiri upplýsingar en hefðbundnar flögur. En Sandia rannsóknarteymið segir að framleiðsluáskoranir komi í veg fyrir útbreiðslu þeirra. Þó að tæknin sé vel þekkt í vísindasamfélaginu, eru rafeindatækni enn ráðandi á flestum örflögum.
Með vettvangi sínum til að byggja ljóseindarásir hefur Sandia National Laboratories staðset sig sem leiðandi í stuðningi við iðnað og aðrar stofnanir í ljóseindarannsóknum og þróun um ókomin ár. Hins vegar eru rannsóknir Sandia National Laboratories ekki fjármögnuð samkvæmt CHIPS-lögum. Sandia National Laboratories vill að önnur lönd vinni saman að nýrri tækni.
Joe Biden forseti undirritaði CHIPS and Science Act frá 2022, óflokksbundið frumvarp sem veitir 52,7 milljarða dollara í hvatningu fyrir hálfleiðaraiðnaðinn. Þó að búist sé við að þessi löggjöf auki framleiðslu á bandarískum tölvuflögum, mun hún einnig veita fjármögnun fyrir ljóseindahálfleiðara.
Eins og við vitum öll er flís- og vísindalögunum fallega lýst sem stefnu um styrki og styrki fyrir bandarískan iðnað, en bæla í rauninni niður vöxt hálfleiðaraiðnaðar Kína. Frumvarpið takmarkar beinlínis viðkomandi fyrirtæki í Kína til að byggja upp fjárfestingar eða stækkun háþróaðrar framleiðslu, sem hindrar mjög þróun hálfleiðaraiðnaðar Kína, tilraunir Bandaríkjanna í gegnum "Chip and Science Act" verða hálfleiðara iðnaður "jaðarsetning" í Kína. , án efa "háðræn hegðun".
Chip og Vísindi laga um áhrif Kína, til skamms tíma leiða til óöruggs framboðs á afkastagetu, getu stækkun töf, tækni R & D þvingun; og langtíma er að útiloka kínversk fyrirtæki á sviði tæknilegra staðla, missti tækifæri til að þróa staðla.
Þetta mun aðeins örva hröðun á innlendu staðgönguferli Kína, sem neyðir Kína til að þróa flísiðnaðinn. Kína er að endurreisa stóra innlenda hringrás sem meginhlutann, innlend og alþjóðleg tvíhringur sem styrkir gagnkvæmt nýtt þróunarmynstur, sem verður framtíð öflugasta undirstöðu hálfleiðaraiðnaðar Kína.