Ученые ЮФУ научились наносить на кремниевые чипы микроскопические «рисунки» из полупроводниковых материалов. Такая точность нужна для создания фотонных чипов — устройств, которые передают информацию светом, а не электричеством, и работают быстрее обычных.
Решающую роль в разработке играет не энергия воздействия, а количество ионов галлия, попадающих в определенную область. Изменяя этот параметр, можно либо подавлять, либо стимулировать рост наноструктур в нужных местах.
«Сегодня одна из главных задач в фотонике — научиться размещать наноструктуры именно там, где они нужны будущему устройству. Наш подход позволяет управлять этим процессом с высокой точностью и без сложных промежуточных этапов. Это делает технологию более гибкой и менее затратной», — отметил один из авторов исследования, младший научный сотрудник Лаборатории эпитаксиальных технологий ПИШ ЮФУ Никита Шандыба.
Полученные структуры продемонстрировали отличные оптические свойства и способность эффективно излучать свет даже при комнатной температуре. Это критически важно для устройств оптоэлектроники и кремниевой фотоники — направления, которое должно обеспечить передачу информации с помощью света вместо электрических сигналов.
Для проверки точности метода ученые вырастили наноструктуры в форме логотипа ЮФУ и аббревиатуры названия университета на английском языке. Такой «нанорисунок» подтверждает, что технология позволяет размещать структуры с точностью, необходимой для будущих устройств.
«Следующий шаг — создание функционирующих прототипов устройств на основе полученных материалов. Параллельно ведется интеграция методик в типовые технологические маршруты и их адаптация к требованиям мелкосерийного производства», — отметил руководитель направления и Лаборатории эпитаксиальных технологий, ведущий научный сотрудник Максим Солодовник.
В будущем технология может найти применение при создании компактных лазеров, высокочувствительных сенсоров и оптических вычислительных систем, объединяющих электронику и фотонику на одной кремниевой платформе.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds (Q1). Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Передовые технологии микро- и оптоэлектроники» ЮФУ.
С 2025 года проект «Передовые инженерные школы» реализуется в рамках национального проекта «Молодежь и дети».
