Американские физики из Университета Цинциннати, штат Огайо, объявили о создании первого в мире кремниевого лазера, работающего в видимом диапазоне излучения. Ранее инфракрасные кремниевые лазеры были продемонстрированы исследователями из Калифорнийского университета и из компании Intel.
О создании кремниевого лазера полупроводниковые компании мечтали десятки лет. Большинство современных микросхем, в том числе процессоры, изготавливаются на кремниевой основе. Однако для сопряжения кремниевой электроники с оптическими каналами передачи данных всегда требовались отдельные внешние устройства, изготовленные из других материалов и по другой технологии. Понятно, что это значительно усложняло и удорожало электронно-оптическое оборудование.
Созданный в Intel кремниевый лазер дает надежду на решение этой проблемы. Лазерное излучение удалось генерировать непосредственно в кремниевом кристалле, который обрабатывался по обычной технологии, используемой в производстве кремниевых микросхем. Но интеловский лазер работает только в инфракрасном диапазоне, тогда как в передаче данных все чаще используется более высокочастотное излучение видимого диапазона.
Новая разработка университета Цинциннати позволяет создавать кремниевые лазеры, работающие как в инфракрасном, так и в видимом диапазоне, сообщает сайт Optics.org. Но для этого пришлось поступиться самым главным достижением Intel: для работы нового лазера недостаточно чистого кремния. На кремниевую подложку требуется нанести тонкие кристаллические слои вещества строго определенного состава.
Один слой состоит из алюминия, галлия и азота (AlGaN), второй — из галлия и азота (GaN) с примесью различных редкоземельных элементов. Эти слои наносятся методом молекулярно-лучевой эпитаксии, когда на поверхности одного монокристалла из напыляемых в вакууме молекул выращивается другой.
Ключевой параметр лазера — состав редкоземельной примеси. Так, при использовании в качестве примеси элемента европия (Eu) получается красный лазер, при использовании эрбия (Er) — зеленый или инфракрасный, а с применением тулия (Tm) — голубой.
Понятно, что необходимость применять эпитаксию и редкоземельные элементы не позволит производить такие «кремниевые» лазеры строго по обычной технологии. Но все же подобную процедуру можно теоретически встроить в существующие технологические линии, напыляя эти слои только на тот участок кремниевого кристалла микросхемы, который будет отвечать за генерацию излучения. Это усложнит производство микросхем, но зато избавит от необходимости сборки электронно-оптических устройств из нескольких отдельных деталей.
Правда, до практического применения новой разработки предстоит решить еще одну серьезную проблему. Новый лазер, как и кремниевый инфракрасный лазер от Intel, накачивается другим источником лазерного излучения. В данном случае используется импульсный (600 пикосекунд) ультрафиолетовый (337,1 нм) азотный лазер. А для промышленного использования кремниевых лазеров совершенно необходимо перейти на электрическую накачку. Разработчики из Университета Цинциннати утверждают, что в их технологии это сделать проще, чем в технологии Intel и Калифорнийского университета. Насколько они правы, покажет время.
Александр Сергеев
|
Последние новости: Физика, Александр Сергеев
Астрономические наблюдения недели
Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):
Новости науки по темам:
антропология,
археология,
астрономическая научная картинка дня,
астрономия,
биология,
биотехнологии,
генетика,
геология,
затмения,
информационные технологии,
космос,
лингвистика,
математика,
медицина,
нанотехнологии,
наука в России,
наука и общество,
Нобелевские премии,
палеонтология,
Первое апреля,
психология,
технологии,
физика,
химия,
эволюция,
экология,
энергетика,
этология
Новости науки по авторам:
Дарья Баранова,
Вера Башмакова,
Александр Бердичевский,
Максим Борисов,
Варвара Веденина,
Александр Венедюхин,
Михаил Волович,
Алексей Гиляров,
Сергей Глаголев,
Николай Горностаев,
Юрий Ерин,
Анастасия Еськова,
Дмитрий Замолодчиков,
Игорь Иванов,
Мария Кирсанова,
Дмитрий Кирюхин,
Александр Козловский,
Алексей Левин,
Андрей Логинов,
Лейла Мамирова,
Александр Марков,
Мария Медникова,
Вадим Мокиевский,
Максим Нагорных,
Елена Наймарк,
Петр Петров,
Александр Пиперски,
Константин Попадьин,
Сергей Попов,
Роман Ракитов,
Татьяна Романовская,
Александр Самардак,
Александр Сергеев,
Андрей Сидоренко,
Даниил Смирнов,
Любовь Стрельникова,
Алексей Тимошенко,
Мария Шнырёва
Новости науки по месяцам: 2012 V, IV, III, II, I
2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
Научные новости у наших партнеров:
«Биомолекула», «В мире науки», «Вокруг света», Газета.ру, Грани.ру, Лента.ру, «Наука и жизнь», «Популярная механика», Gzt.ru
|  | |
Подробнее
e-mail: 
