Исследователи из Нано-института Сиднейского университета разработали небольшой кремниевый полупроводниковый чип, который сочетает в себе электронные и фотонные (световые) элементы. Это нововведение значительно расширяет полосу пропускания радиочастот (РЧ) и позволяет точно контролировать информацию, протекающую через устройство. Расширенная полоса пропускания означает, что через чип может проходить больше информации, а добавление фотонных компонентов обеспечивает расширенный контроль фильтрации, создавая новый класс универсальных полупроводниковых устройств.
Исследователи ожидают, что такие чипы будут использоваться в передовых радарах, спутниковых системах, беспроводных сетях и для продвижения телекоммуникаций 6G и 7G, а также откроют двери передовому государственному производству. Это также могло бы помочь в создании высокотехнологичных заводов с добавленной стоимостью в таких местах, как аэротрополис Западного Сиднея.
Чип изготовлен с использованием новейшей технологии кремниевой фотоники, которая позволяет интегрировать различные системы на полупроводниках шириной менее 5 миллиметров. Профессор Бен Эгглтон, вице-президент по исследованиям, возглавляющий исследовательскую группу, сравнил это со сборкой кубиков Lego, используя электронные «чипы» для интеграции новых материалов посредством усовершенствованной упаковки компонентов. Результаты исследования этого изобретения были опубликованы в журнале Nature Communications.
Доктор Альваро Касас Бедойя, заместитель директора по фотонной интеграции в Школе физики, который руководил разработкой чипа, сказал, что этот уникальный метод интеграции гетерогенных материалов разрабатывался 10 лет.
Он сказал: «Использование зарубежных заводов по производству полупроводников для производства базовых пластин чипов в сочетании с местной исследовательской инфраструктурой и производством будет иметь решающее значение для разработки этой фотонной интегральной схемы. Такая архитектура означает, что Австралия может развивать собственное независимое производство чипов, не полагаясь полностью на процессы с добавленной стоимостью международных литейных заводов».
Профессор Эгглтон подчеркнул, что большинство проектов в списке ключевых технологий, представляющих национальный интерес, составленном федеральным правительством Австралии, основаны на полупроводниках. Это изобретение означает, что работа Sydney Nano совпадает с такими инициативами, как спонсируемое правительством Нового Южного Уэльса Бюро обслуживания полупроводниковой промышленности (S3B), направленное на развитие местной полупроводниковой экосистемы.
Доктор Надя Корт, директор S3B, сказала: «Эта работа соответствует нашей миссии по развитию полупроводниковых технологий и открывает большие перспективы для будущего австралийских полупроводниковых инноваций. В критический момент, когда глобальное внимание и инвестиции в полупроводниковую промышленность растут, это достижение укрепляет мощь Австралии в области исследований и разработок».
Интегральная схема была разработана в сотрудничестве с учеными из Австралийского национального университета и изготовлена в чистом помещении основного исследовательского центра Центра нанонаук Университета Сиднея.
Фотонная схема в чипе означает, что устройство имеет впечатляющую перестраиваемую полосу частот в 15 гигагерц со спектральным разрешением всего 37 мегагерц, что составляет менее четверти общей полосы пропускания.
Профессор Эгглтон сказал: «Это изобретение, разработанное нашим впечатляющим аспирантом Мэтью Гарреттом, является крупным достижением в области микроволновой фотоники и исследований в области интегрированной фотоники. Микроволновые фотонные фильтры находят свое применение в современных средствах связи и радиолокации».
Доктор Мориц Меркляйн, соавтор и старший научный сотрудник исследования, сказал: «Эта работа прокладывает путь к новому поколению компактных радиочастотных фотонных фильтров высокого разрешения с широкополосной перестройкой частоты, которые будут особенно полезны для полезной нагрузки воздушной и космической радиочастотной связи, обеспечивая возможность расширения возможностей связи и зондирования».
Источник составления: ScitechDaily.