光纤帮助美国互联网,和硅/锗设备给我们带来了微电子。现在,一个联合小组宾州州立大学和南安普顿大学结合这些技术已经开发了一种新方法。的团队制造半导体器件,包括一个晶体管,在微结构光纤。结果生成能力和操纵信号在光纤可以应用于医学等不同领域,计算和遥感设备。
光纤已经证明是基于光传输信号的理想媒介,而操纵电子晶体半导体是最好的方法。目前最大的技术挑战是光学和电子之间交换信息迅速和有效。这项新技术可以提供工具跨越鸿沟。这项研究结果将发表在3月17日版的《华尔街日报》欧洲杯线上买球。
“这个进步的基础技术,可以建立一个大范围的设备在一个光纤,”约翰说坏,宾州州立大学的化学副教授。光纤传输数据的时候,遇见一个半导体器件允许的积极操纵光,包括生成和检测、放大信号,并控制波长。“如果信号从未离开过纤维,那么它是更快,更便宜和更有效,”说坏。”
“这种融合的两个独立的技术打开的可能性之间真正的光电设备,不需要转换光学和电子信号,“码头Sazio说,在光电研究中心高级研究员南安普顿大学的(英国)。“如果你认为纤维的水管,这种结构将泵站内部管道。玻璃纤维提供了传输和半导体提供功能”。
除了通讯,光纤用于范围广泛的技术,采用光。”例如,在内窥镜手术,通过构建一个激光在光纤波长可以交付,否则不能被使用,“说坏。
突破的关键是形成晶体半导体的能力,几乎填满整个内径,或孔隙,非常狭窄的玻璃毛细管。这些毛细血管光纤长,明确管,可以同时携带许多波长光信号。满管时晶体半导体,如锗半导体内部形成一个线光纤。光学和电子功能的结合提供了新的光电设备的平台发展。
晶体形成用化学气相沉积(CVD)存款和其他半导体锗在长,空心光纤的缩小毛孔。在CVD过程中,锗化合物蒸发,然后被迫通过纤维的孔隙压力高达1000倍大气压力和温度5000 c。化学反应在纤维允许锗层内墙的中空纤维,然后形成结晶,向内生长。“过程是完美的,所以你可以得到一个锗管有一个开放的中心只有25纳米纤维的长度,”Sazio说。“这只是一小部分的直径纤维孔隙,所以它本质上是一个线”。This is the first demonstration of building crystalline structures, which are best for semiconductor devices, inside the pores of the capillaries.
团队构建了一个简单的纤维晶体管,他们指出,成功的掺铒光纤放大器,这是发明在南安普顿在1980年代末,说明这项技术的转型的可能性。通过将化学元素铒光纤,铒放大器允许高效的越洋光纤中传输的数据信号。“如果没有这样的设备,它将需要定期将光转换成电子信号,放大信号,并将其转换回光,这是昂贵和低效”Sazio说。“自成立以来,铒放大器在目前的形式使互联网成为可能。”
超出了简单的设备,这一研究表明,研究小组认为潜在的嵌入式半导体光电子应用程序到下一个级别。“目前你还有电气开关两端的光纤,“坏说。“如果我们能得到的信号从未离开过纤维,它将更快更有效。如果我们可以产生信号在光纤,一系列的光电应用程序成为可能。”
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