🇷🇺 Фотоника. Научные исследования. Россия

В России разработали сверхминиатюрный интегральный электрооптический модулятор

Рекордно малые размеры и низкие потери сигнала в разработанном учеными МГТУ им. Н.Э.Баумана и ВНИИА им. Н.Л.Духова интегральном электрооптическом модуляторе достигаются за счёт использования технологического подхода, основанного на использовании нитрида кремния (SiN) и прозрачных проводящих оксидов (transparent conductive oxide, TCO), а также применения сверхтонких плёнок активного материала с прецизионным контролем их свойств.

До сих пор модуляторы, как правило, формировали на основе ниобата лития, типовые размеры таких устройств измеряются в миллиметрах. Новая российская разработка позволяет сократить размеры примерно на 2 порядка.

Нитрид кремния пробовали применить и раньше, поскольку этот материал обещает низкие потери сигнала, но не получалось добиться быстрого управления сигналом.

В основе новой разработки:

🔹 Структура из 5 тонких слоев, что позволило создать модулятор с размерами менее 10 мкм, способный управлять сигналом с частотой выше 1 ГГц;

🔹 Использование активного слоя из прозрачного проводящего оксида (например, это может быть оксид индия-олова, ITO) толщиной 10-20нм. Этот материал демонстрирует выраженный электрооптический эффект: при подаче электрического потенциала изменяется концентрация свободных носителей заряда, что вызывает изменение оптических свойств материала, позволяя регулировать прохождение светового сигнала;

🔹 Была разработана технология формирования ультратонких пленок (ITO), позволяющая получать воспроизводимые, стабильные характеристики;

🔹 За счет прецизионного контроля оптических и электрических параметров активного слоя на всех этапах технологического процесса, ученые смогли добиться низкого уровня вносимых потерь в 5.7 дБ.

🔹 Нитрид кремния хорош тем, что это технология хорошо сочетается с существующими кремниевыми техпроцессами, что обещает возможность создания компактных ФИС.

Работы над проектом шли с 2018 года. Результаты были опубликованы в научных журналах, таких как Scientific Reports и Applied Physics Letters.

@RUSmicro, по материалам Функциональные микро / наносистемы, фото - источника