Háskólinn í Sydney þróar „Lego-eins“ optoelectronic Chip Architecture

Nýlega fundu vísindamenn University of Sydney Nano Institute (USNI) upp þéttan kísil hálfleiðara flís, sem verður rafeindaíhlutir og ljóseindaíhlutir samþættir. Þessi nýja tækni stækkar til muna útvarpstíðnibandbreiddina og bætir getu til að stjórna nákvæmlega upplýsingum sem streyma í gegnum tækið.
Aukin bandbreidd þýðir að meiri upplýsingar geta streymt í gegnum flísinn og inniheldur ljóseindatækni fyrir háþróaða síustýringu, sem skapar fjölhæf ný hálfleiðaratæki.
Rannsakendur gera ráð fyrir að flísinn verði notaður við uppsetningu háþróaðrar ratsjár, gervihnattakerfa, þráðlausra neta og 6G og 7G fjarskipta og opni dyrnar að háþróaðri sjálfstæðri framleiðslu. Það gæti einnig hjálpað til við að koma á fót hátækni virðisaukandi verksmiðjum á stöðum eins og Aerotropolis í Vestur-Sydney.
Kubburinn notar nýja sílikonljóseindatækni sem getur samþætt mörg kerfi á hálfleiðurum sem eru minna en 5 millimetrar á breidd. Ben Eggleton vararektor prófessor, sem stýrði rannsóknarhópnum, líkti því við að setja saman Legos, með því að nota litla rafræna flís til að samþætta ný efni í gegnum háþróaða íhlutaumbúðir.
Rannsóknir á uppfinningunni hafa verið birtar í Nature Communications.
Dr. Alvaro Casas Bedoya, aðstoðarforstjóri Photonic Integration í School of Physics, sem leiddi flísahönnunina, sagði að einstaka nálgunin á ólíkum efnissamþættingu hafi verið í vinnslu í 10 ár.
Notkun erlendra hálfleiðarasteypustöðva til að framleiða grunnflísaplöturnar, ásamt staðbundnum rannsóknarinnviðum og framleiðslu, var mikilvægt fyrir þróun slíkra ljósrænna samþættra hringrása," sagði hann. Þessi arkitektúr þýðir að Ástralía getur þróað sína eigin flísaframleiðslu. án þess að þurfa að reiða sig alfarið á alþjóðlegar steypur fyrir virðisaukandi ferli.“
Prófessor Eggleton lagði áherslu á að flest atriði á lista ástralskra stjórnvalda yfir helstu tækni sem varða þjóðarhag byggist á hálfleiðurum. Hann hélt því fram að uppfinningin þýði að verk Sydney Nano falli vel að verkefnum eins og NSW ríkisstyrkt hálfleiðarasvið (S3B) í Ástralíu, sem miðar að því að þróa staðbundið hálfleiðara vistkerfi.
Dr. Nadia Court, forstjóri S3B, sagði: "Þessi vinna er í samræmi við markmið okkar að keyra hálfleiðaratækni áfram og lofar góðu fyrir framtíð hálfleiðara nýsköpunar í Ástralíu. Þessi niðurstaða styrkir staðbundna styrkleika í rannsóknum og hönnun á mikilvægum tímapunkti af auknum alþjóðlegum áhuga og fjárfestingum í greininni."
Samþætta hringrásin var hönnuð í samvinnu við vísindamenn frá Australian National University og byggð í hreinu herbergi í kjarnarannsóknaraðstöðu Miðstöðvar nanóvísinda háskólans í Sydney, sérsmíðað 150 milljónir Bandaríkjadala (100 milljónir Bandaríkjadala / 92 milljónir evra) bygging með háþróaðri steinþrykk og útfellingarbúnaði.
Ljóseindarásirnar í flísinni, sem verða notaðar til að búa til tæki með stillanlega tíðni með bandbreidd 15 gígahertz, með litrófsupplausn niður í aðeins 37 MHz, minna en fjórðung af heildarbandbreiddinni, sagði prófessor Eggleton, " Undir forystu doktorsnemans okkar Matthew Garrett er þessi uppfinning örbylgjuofnljóseindatækni og samþætt ljóseindafræðirannsókn um verulegar framfarir.
"Örbylgjuljóseindasíur gegna mikilvægu hlutverki í nútíma fjarskipta- og ratsjárforritum, veita sveigjanleika til að sía mismunandi tíðni nákvæmlega, draga úr rafsegultruflunum og bæta merkjagæði. Nýstárleg nálgun okkar til að samþætta háþróaða virkni í hálfleiðaraflís, sérstaklega misleita samþættingu brennisteins- byggt gler með sílikoni, hefur tilhneigingu til að endurmóta staðbundið hálfleiðaralandslag."
Meðhöfundur og háttsettur rannsóknarmaður Dr. Moritz Merklein sagði: „Þetta verk ryður brautina fyrir nýja kynslóð af fyrirferðarlítilli, háupplausnar RF ljóseindasíur með breiðbandstíðnistillingu, sem er sérstaklega gagnleg fyrir RF fjarskiptahleðslu í lofti og í geimnum, sem opnar fyrir. möguleikar á auknum samskiptum og skynjunarmöguleikum."