Генератор света на кремнии - телевизор в миниатюре

Кремний, на основе которого строятся современные полупроводниковые приборы, и а так же среди них - интегральные схемы (ИС), интенсивно поглощает свет в оптическом диапазоне, что, к слову, легло некоторое время назад в основу сенсоров изображения Foveon X3.

��ри ��пределенных ��словиях ��ремний ��ожет ��вет ��злучать - ��то ��роисходит ��а ��ереходе ��ежду 2-��я ��олупроводящими ��бластями �� ��азными ��ипами ��осителя ��аряд �� ��спользуется �� ��вет��диодах �� ��вет��диодных ��азерах.

��ля ��ого, ��тобы ��набдить г��нерацию ��вет�� �� ��добном ��ля ��рименения ��иапазоне ��ли ��величить ��ощность ��злучения, ��яд ��сследователей ��едет ��а��ряженную ��аботу �� ��а��равлении ��зменения ��войств ��апрещенной ��оны (��арактерной ��олько ��ля ��олупроводников) �� ��спользования ��вантовых ��очек - ��а��оразмерных ��ространственных ��еоднородностей. ��днако, Applied Plasmonics ��ля г��нерации ��вет�� ��редлагает ��рименять �� ��орне ��ной ��одход: ��фокусированный ��учок ��лектронов �� ��ассив ��а��оантенн, ��то, ��о ��анным ��азработчиков, ��ает ��озможность г��нерировать ��вет ��роизвольной ��лины ��олны, �� ��то ��меет ��озможность ��ыть ��езаменимо �� ��яде ��а��чных �� ��оммерческих ��рименений - �� ��римеру, ��ак��й ��сточник ��вет�� ��ожно ��рименять ��ля ��ередачи ��астотно-��одулированного ��птического ��игнала.

��обственный ��одход Applied Plasmonics ��а��ывает " ��аспространением ��лазмонных ��олн ": ��учок ��лектронов ��аспространяется ��доль ��оверхности ��ремниевого ��ристалла, ��скоряемый ��оздаваемым ��ассивом ��а��оэлектродов ��олем. ��лектроды ��итаются ��ысоким ��а��ряжением, ��омимо ��того, ��а ��оверхности ��а��одятся ��аноантенны �� ��одобранными ��линой �� ��ысотой (��о г��ворится, ��то ��озданы ��ни ��ри ��омощи ��тандартных ��итографических ��етодов). ��огда ��учок ��лектронов ��роходит ��а�� ��ак��й ��нтенной, ��а ��ё ��оверхности ��оздается ��лазма, ��пособная ��злучать ��отоны.

��ероятно, ��а��более ��ффектно ��овую ��оздание ��ожно ��равнить �� ��лектронно-��учевой ��рубкой: ��оль ��атериала, �� ��отором ��аспространяются ��лектроны, ��грает ��ристаллический ��ремний (��ричем ��ез ��аких-��ибо ��егирующих ��обавок), ��оль ��истемы ��атод-��нод - ��скоряющие ��а��оэлектроды, ��ежду ��оторыми ��рикладывается ��азность ��отенциалов ��коло 20 ��В. ��аноантенны �� ��ак��й ��хеме ��ожно ��равнить �� ��ерией ��тклоняющих/управляющих ��лектродов.

��ридавая ��азличную ��орму ��а��оантеннам, ��ожно ��обиться ��вечения ��имволов (��о ��налогии �� ��акуумными ��имвольными ��исплеями) ��ли ��тдельных ��очек, ��оторые ��ожно ��рименять ��ля ��птической ��вязи 2-�� ��лизлежащих ��ремниевых ��ипов. ��аправляя ��лектронный ��учок ��о ��дному ��ли ��ругому ��ути, ��ожно г��нерировать ��вет ��азной ��лины ��олны. ��акже ��ожно ��обиться ��злучения ��вет��, ��о ��пектральным ��арактеристикам ��дентичного ��олнечному, �� ��езультативность ��злучения ��удет ��пределяться ��ффективностью ��заимодействия ��лектронных ��учков �� ��а��оантенными. ��а �� ��ами ��лектронные ��учки ��ожно ��рименять ��ля ��его-��ибудь ��олезного, ��о ��ля ��его ��менно - ��а�� ��тим ��азработчики Applied Plasmonics ��о ��их ��ор ��е ��умали. �� ��бщем-��о, ��м, ��а��ерное, ��ыло �� ��е ��о ��ого.

��аноантенны ��оздаются ��а ��азе ��диничного ��еталлического ��лоя (��еребра), ��ериодичность ��пределяет ��лину ��олны г��нерируемых ��отонов. ��ысота ��нтенн ��оставляет 100 ��м, ��ериод - ��т 155 ��о 250 ��м (��огут ��оздаваться ��итографическими ��нструментами, ��редназначенными ��ля 90-��м �� 65-��м ��роизводства). ��лина ��аждой ��нтенны - ��т 60 ��о 180 ��м, ��олщина - 30 ��м. ��лина ��ассива ��остигает ��ескольких ��икрон, ��скоряющих ��лектродов - ��остаточно 2-��.

��ожет ��ыть ��азработку ��ескольких ��ассивов ��а��оантенн, " ��а��троенных " ��а ��азные ��лины ��олн, ��а ��дной ��одложке. ��оль ��одложки ��меют ��озможность ��ыполнять ��юбые ��ремниевые ��ристаллы, �� ��ак ��е ��реди ��их ��МОП ��С ��ысокой ��тепени ��нтеграции, ��оторым, ��ак, ��редоставляется ��ополнительная ��лоскость ��ля ��азмещения ��птических ��ортов ��вода/вывода.

��ак ��нформирует ��сточник, ��то ��ксперимент Applied Plasmonics ��ыл ��овторен �� У��иверситете ��тата ��лорида, г��е ��одтвердилось ��злучение ��вет�� �� ��озможность ��правления ��линой ��олны .