4 سپتامبر 2024 -توسط مرکز تعالی ARC برای سیستم‌های متا نوری تبدیل‌شونده-خصوصیات ساختاری و نوری آرایه MQW NW. اعتبار: Light: Science & Applications (2024
محققان TMOS، مرکز تعالی ARC برای سیستم‌های متااپتیکی تبدیل‌کننده، یک رویکرد مهندسی جدید برای منابع نوری روی تراشه ایجاد کرده‌اند که می‌تواند منجر به پذیرش گسترده تراشه‌های فوتونیکی در لوازم الکترونیکی مصرفی شود.
در تحقیقی که (4 سپتامبر) در Light: Science & Applications منتشر شد، تیم دانشگاه ملی استرالیا و همکارانشان در دانشگاه پلی تکنیک نورث وسترن روشی را برای رشد نانوسیم های چاه چند کوانتومی با کیفیت بالا که از مواد نیمه هادی ایندیم گالیم آرسنید و ایندیم فسفید ساخته شده اند، تشریح کردند.
انتقال نوری اطلاعات از انتقال الکتریکی از نظر سرعت و کارایی بهتر است، به همین دلیل است که صنعت تراشه های فوتونیک در دهه گذشته رونق گرفته است. این تراشه‌ها که به عنوان مدارهای مجتمع فوتونیک نیز شناخته می‌شوند، اکنون در دستگاه‌های مخابراتی، وسایل نقلیه خودمختار، حسگرهای زیستی و دستگاه‌های مصرف‌کننده مانند تلفن‌های همراه یافت می‌شوند.
کمبود اصلی تراشه های فوتونیکی فعلی، فقدان منبع نور روی تراشه است. در حال حاضر، این تراشه ها به یک منبع نور خارجی نیاز دارند که از کوچک شدن بیشتر تراشه ها و دستگاه هایی که فعال می کنند جلوگیری می کند.
لیزرهای نانوسیمی کاندیدای عالی برای این منابع نور هستند، اما نانوسیم‌های باکیفیت با دیواره‌های کناری صاف، ابعاد کنترل‌شده و ترکیب کریستالی دقیق که در دمای اتاق کار می‌کنند در مقیاس دشوار بوده است.
محققان TMOS و همکارانشان یک رویکرد مهندسی چند مرحله ای ابتکاری برای رشد نانوسیم با استفاده از اپیتاکسی ناحیه انتخابی با روش رسوب بخار شیمیایی متالارگانیک توسعه داده اند.
نویسنده همکار، دکترای TMOS. دانش‌آموز فانلو ژانگ می‌گوید: “از طریق این روش جدید رشد همپایه، ما می‌توانیم قطر و طول نانوسیم‌های چاه کوانتومی با کیفیت کریستالی بالا و مورفولوژی یکنواخت را به طور دقیق کنترل کنیم. این امر طراحی حفره‌های نوری نانوسیم قابل کنترل را امکان‌پذیر می‌کند و در نتیجه تنظیم حالت های فضایی و حالت های طولی را ممکن می‌سازد..
سپس، با تعدیل ترکیب و ضخامت چاه‌های کوانتومی در نانوسیم‌ها، می‌توان طول موج لیزر نانوسیم‌ها را تنظیم کرد و به پوشش طیف گسترده‌ای در باند مخابراتی مادون قرمز نزدیک دست یافت.
خوتائو ژانگ، نویسنده اول، می‌گوید: «فناوری که ما ارائه می‌کنیم برای رشد همپایه‌ای در مقیاس بزرگ آرایه‌های نانوسیم یکنواخت مناسب است. این فناوری ساخت دسته‌ای منابع نور لیزری در مقیاس نانو در باند مخابراتی مادون قرمز نزدیک را ممکن می‌سازد.
این رویکرد پتانسیل غلبه بر موانع مربوط به روش‌های سنتی ساخت منابع نوری یکپارچه روی تراشه را از طریق پیوند یا اپیتاکسی ناهمگن دارد و مسیر امیدوارکننده‌ای را برای ادغام فوتونیک در مقیاس بزرگ نشان می‌دهد.
لان فو، محقق ارشد TMOS می‌گوید: “این پیشرفت قابل توجهی به سمت منابع نوری روی تراشه و رشد صنعت تراشه‌های فوتونیکی است. نکته مهم این است که زمینه را برای تولید انبوه این دستگاه‌ها فراهم می‌کند. قدم بعدی برای این تحقیق طراحی و ساخت کنتاکت های الکتریکی برای دستیابی به لیزر تزریقی الکتریکی می باشد .”
