13
Календарь конференций
  • 3 декабря

    III Межвузовская студенческая конференция «Региональные варианты массовой культуры»

  • 7 – 10 декабря

    18-я Международная конференция «Государственное управление: современные вызовы»

  • 10 декабря

    Международная конференция по общему языкознанию «Наследие трудов Ю.В. Рождественского в XXI веке» — к 95-летию со дня рождения Юрия Владимировича Рождественского (1926-1999)

  • 13 декабря – 13 февраля

    XXIX Московская открытая олимпиада школьников по геологии 2021-2022 года

  • 16 декабря

    Всероссийский уголовно-правовой форум молодых ученых имени М.Н. Гернета

  • 24 ноября – 29 декабря

    Круглый стол «Литературные события 2010-2020-х годов»

  • 15 октября – 9 февраля

    Международный конкурс на лучшую научную работу «Аrs Sacra Audit»

  • 13 декабря – 13 февраля

    XXIX Московская открытая олимпиада школьников по геологии 2021-2022 года

  • 21 – 22 февраля

    XVI Международная научная конференция «Сорокинские чтения» Искусственный интеллект и общественное развитие: новые возможности и преграды

  • 2 апреля

    Ежегодный Фестиваль школьных средств массовой информации на факультете журналистики МГУ

Все конференции
Филиал МГУ в г. Сарове

Единая поисковая система по зарубежным базам данных
Проект «Вернадский»
Гранты Президента РФ
Конкурсы на замещение должностей научных и педагогических работников
ЗАПИСАТЬСЯ НА ВАКЦИНАЦИЮ
Программы поддержки талантливой молодежи
25/08/21

Физики «научили» кремниевые микросхемы эффективно взаимодействовать со светом

Новое открытие ученых может быть использовано для создания более эффективных фотонных интегральных схем.

Ученые МГУ, Сколтеха, Института общей физики РАН, университета ИТМО, Института физики микроструктур РАН и Нижегородского государственного университета придумали, как увеличить яркость фотолюминесценции в кремнии, основном материале современной электроники, несмотря на то, что он, к сожалению, плохо справляется с задачами излучения и поглощения фотонов. В результате почти 80-летнего периода «естественного отбора» в полупроводниковой технологии кремний стал основным материалом для микросхем. Большинство современных цифровых микросхем изготавливается по технологии КМОП – комплементарная металл-оксид-полупроводник структура (CMOS – complementary metal-oxide-semiconductor). Однако из-за большой плотности элементов в современных CMOS-схемах основным препятствием для увеличения их производимости стало большое тепловыделение в них.

Один из возможных способов уменьшения тепловыделения – переход от металлических связей между элементами в микросхемах к оптическим: в отличие от электронов в полупроводниках, фотоны способны перемещаться на огромные расстояния в волноводах с минимальными потерями тепла.

«К сожалению, сам по себе кремний слабо взаимодействует со светом: он плохой излучатель и поглотитель фотонов. Или, пожалуй, к счастью – иначе наши компьютеры и мобильные телефоны скорее бы светились, чем работали. Однако "научить" кремниевые микросхемы все-таки эффективно взаимодействовать со светом – чрезвычайно важная задача», – рассказал один из авторов работы, профессор физического факультета МГУ Сергей Тиходеев

Исследователям удалось «научить» кремний эффективно излучать при помощи внедренных в кремниевую структуру германиевых наноточек и изготовленного на его поверхности специально рассчитанного фотонного кристалла. Ученые использовали резонатор на основе связанных состояний в континууме. Сама идея связанных состояний в континууме была заимствована из квантовой механики: эффективное удержание света внутри резонатора происходит благодаря тому, что симметрия электромагнитного поля внутри резонатора не соответствует симметрии электромагнитных волн окружающего пространства.

В качестве источника люминесценции исследователи использовали наноостровки германия, которые можно внедрить в необходимое место на кремниевом чипе. Использование связанных состояний в континууме усилило интенсивность свечения более чем в сто раз. Как отмечают ученые, полученный результат открывает пути для перехода к CMOS-совместимым оптоэлектронным интегральным схемам.

Полученные результаты открывают новые возможности для создания эффективных источников излучения на кремнии, встраиваемых в схемы современной микроэлектроники с оптической обработкой сигнала. В настоящее время существует множество научных коллективов, работающих над задачей создания на базе таких структур светоизлучающих диодов и принципов их сопряжения с другими элементами на оптоэлектронном чипе.

Результаты исследования опубликованы в журнале Laser & Photonics Reviews.

Годнауки.рф

https://xn--80afdrjqf7b.xn--p1ai/news/6712/