Entwicklung der elektrischen Suszeptibilität von Silizium für nichtlineare Schaltungen

Elektroniktechnologien werden in der Photonik angewandt, um Licht aufzuspüren, zu modulieren und zu übertragen. Um mit verschiedenen Wellenlängen arbeiten, die Kapazitäten optischer Speicherung erhöhen oder selektive Verstärker bauen zu können, muss die Frequenz der optischen Welle verdoppelt werden. Silizium-Kristalle – mit einer zentrosymmetrischen Struktur – besitzen eine elektrische Suszeptibilität zweiter Ordnung gleich Null, wodurch eine Verdopplung nicht möglich ist, …. außer sie werden einer mechanischen Belastung ausgesetzt.

Dies wurde experimentell von einem Team des CEA – Iramis in Zusammenarbeit mit Forschern der Universitäten in Modena, Trient und Brescia in Italien und Berkeley in den USA bewiesen. Das Auftragen einer SiNx-Beschichtung (Silizium-Kristall) auf einen Silizium-Wellenleiter ist ausreichend, um ihn so zu verformen, dass seine Suszeptibilität zweiter Ordnung die von Lithium-Niobat – einer der besten nichtlinearen Kristalle – erreicht. Auf der Grundlage dieses Ergebnisses ist die Entwicklung von integrierten Schaltungen auf der Basis der Nichtlinearitäten zweiter Ordnung von beanspruchtem Silizium denkbar.

[1] CEA – IRAMIS: französische Behörde für Atomenergie und alternative Energien – Institut für Materie und Strahlung in Saclay – http://iramis.cea.fr

Quelle: Pressemitteilung der CEA – 12.04.2012 – http://le-fil-science.cea.fr/index.php/generation-de-seconde-harmonique-dans-le-silicium-par-la-contrainte

Redakteur: Charles Collet, charles.collet@diplomatie.gouv.fr