Sidnejas Universitāte izstrādā “Lego līdzīgu” optoelektronisko mikroshēmu arhitektūru

Nesen Sidnejas Universitātes Nano institūta (USNI) pētnieki izgudroja kompaktu silīcija pusvadītāju mikroshēmu, kas būs kopā integrēti elektroniski komponenti un fotoniskie komponenti. Šī jaunā tehnoloģija ievērojami paplašina radiofrekvenču joslas platumu un uzlabo spēju precīzi kontrolēt informāciju, kas plūst caur ierīci.
Paplašinātais joslas platums nozīmē, ka caur mikroshēmu var plūst vairāk informācijas, un tajā ir iekļauta fotonika uzlabotai filtru kontrolei, radot daudzpusīgas jaunas pusvadītāju ierīces.
Pētnieki paredz, ka mikroshēma tiks izmantota progresīvu radaru, satelītu sistēmu, bezvadu tīklu, kā arī 6G un 7G telekomunikāciju izvēršanā, un paver durvis progresīvai autonomai ražošanai. Tas varētu arī palīdzēt izveidot augsto tehnoloģiju rūpnīcas ar pievienoto vērtību tādās vietās kā Rietumsidnejas Aerotropolis.
Mikroshēmā tiek izmantota jauna silīcija fotonikas tehnoloģija, kas var integrēt vairākas sistēmas uz pusvadītājiem, kuru platums ir mazāks par 5 milimetriem. Kanclera vietnieks profesors Bens Egltons, kurš vadīja pētnieku grupu, salīdzināja to ar Lego salikšanu, izmantojot nelielas elektroniskās mikroshēmas, lai integrētu jaunus materiālus, izmantojot uzlaboto komponentu iepakojumu.
Izgudrojuma izpēte ir publicēta Nature Communications.
Dr. Alvaro Casas Bedoya, Fizikas skolas fotoniskās integrācijas asociētais direktors, kurš vadīja mikroshēmu dizainu, teica, ka unikālā pieeja neviendabīgu materiālu integrācijai ir izstrādāta jau 10 gadus.
Aizjūras pusvadītāju lietuvju izmantošana pamata mikroshēmu plākšņu ražošanai kopā ar vietējo pētniecības infrastruktūru un ražošanu bija ļoti svarīga šādu fotonisko integrālo shēmu izstrādei," viņš teica. Šī arhitektūra nozīmē, ka Austrālija var attīstīt savu mikroshēmu ražošanu. bez pievienotās vērtības procesiem pilnībā paļauties uz starptautiskajām lietuvēm."
Profesors Egltons uzsvēra, ka lielākā daļa Austrālijas valdības galveno valsts nozīmes tehnoloģiju sarakstā iekļauto vienumu ir balstīti uz pusvadītājiem. Viņš apgalvoja, ka izgudrojums nozīmē, ka Sidnejas Nano darbs labi saskan ar tādām iniciatīvām kā NSW valdības sponsorētais Semiconductor Sectors Services Bureau (S3B) Austrālijā, kura mērķis ir attīstīt vietējo pusvadītāju ekosistēmu.
Dr. Nadia Court, S3B direktore, komentēja: "Šis darbs atbilst mūsu misijai virzīt uz priekšu pusvadītāju tehnoloģiju un sniedz lielu solījumu pusvadītāju inovācijas nākotnei Austrālijā. Šis rezultāts stiprina vietējās stiprās puses pētniecībā un dizainā kritiskā laikā. pieauga globālā interese un investīcijas šajā nozarē."
Integrētā shēma tika izstrādāta sadarbībā ar Austrālijas Nacionālās universitātes zinātniekiem un tika uzbūvēta tīrā telpā Sidnejas Universitātes Nanozinātnes centra galvenajā pētniecības iestādē, kas ir īpaši izveidota 150 miljoni Austrālijas dolāru (100 miljoni ASV dolāru / 92 miljoni eiro). ēka ar modernām litogrāfijas un uzklāšanas iekārtām.
Fotoniskās shēmas mikroshēmā, kas tiks izmantotas, lai izveidotu ierīci ar regulējamu frekvenci ar joslas platumu 15 gigaherci, ar spektrālo izšķirtspēju līdz tikai 37 MHz, kas ir mazāk nekā ceturtā daļa no kopējā joslas platuma, sacīja profesors Egltons: Šis izgudrojums, ko vada mūsu doktorants Metjū Gareta, ir mikroviļņu fotonikas un integrētās fotonikas pētniecības nozīmīgs sasniegums.
"Mikroviļņu fotoniskajiem filtriem ir būtiska nozīme mūsdienu sakaru un radaru lietojumprogrammās, nodrošinot elastību, lai precīzi filtrētu dažādas frekvences, samazinot elektromagnētiskos traucējumus un uzlabojot signāla kvalitāti. Mūsu novatoriskā pieeja uzlabotas funkcionalitātes integrēšanai pusvadītāju mikroshēmās, jo īpaši sēra savienojumu neviendabīgā integrācija. uz stikla bāzes ar silīciju, ir potenciāls pārveidot vietējo pusvadītāju ainavu."
Līdzautors un vecākais pētnieks Dr. Morics Merkleins sacīja: "Šis darbs paver ceļu jaunas paaudzes kompaktiem, augstas izšķirtspējas RF fotoniskajiem filtriem ar platjoslas frekvenču regulējamību, kas ir īpaši izdevīgi gaisa un kosmosa RF sakaru lietderīgajām slodzēm, atverot iespējas uzlabot saziņas un uztveršanas spējas."