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IMEC成功在IC上整合纳米光子与CMOS组件万芳

发布时间:2020-02-14 11:20:14 阅读: 来源:衬塑设备厂家

IMEC成功在IC上整合纳米光子与CMOS组件

以金属为基础的纳米光子,能将光线挤压进比传统光学组件小更多的纳米级结构;这种电浆子技术目前还处于实验阶段,未来可望做为高性能计算机芯片、生物传感器和高效率薄膜太阳能电池中的高性能纳米级光学导线。电浆子是某些材料内的自由电子气体(free-electron gas)振动所产生的准粒子(quasi-particles)。IMEC表示,纳米结构金属的光学特性极有希望应用在纳米光组件中,当这类纳米结构被可见光或近红外线照射,就会激发传导电子的共振,也就是所谓的表面电浆子(surface plasmons),并产生光学共振。这些表面电浆子可以在深次波长(deep-subwavelength)被捕捉、定向和聚焦电磁能量,这跟传统的绝缘光波导(optical waveguide)不同;IMEC表示,传统波导受到光波长的限制,无法缩小到几十纳米。纳米级的电浆子电路允许在IC进行大量光学信息的平行绕线,但最终那些高频宽的光学信息还必须转成电子讯号。为了让这种IC能将高速CMOS电子组件与电浆子电路结合,就需要采用有效和快速的介接组件,将来自电浆子波导的讯号与电子组件耦合。IMEC已经展示了在金属-电介质-金属的电浆子波导结构上,探测被高度限制的短波长表面电浆子偏振;该探测透过在金属电浆子波导上嵌入一个光学探测器来实现。因为波导和光学探测器有同样的纳米尺寸,表面电浆子与光学探测器可取得有效的耦合以及非常快速的响应。IMEC 已经做了很多次实验来展示这个电子探测方案;测量出的偏振相关性(polarization dependence)、波导长度和测量光谱响应在实验上获得的影响非常符合理论假设,该假设来自有限元素(finite element)和时域有限差(finite-difference-time-domain)的运算。IEMC(比利时微电子研究中心)位于比利时的小城鲁汶。1984年,比利时Flanders州政府出资6200万欧元创建了非营利组织IMEC。如今,IMEC已从原来不足70人发展到现在超过1650人。

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