Ученые MIT создали гибкие и прозрачные кремниевые чипы
Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) представили новую технологию, позволяющую создавать кремниевые фотонные чипы с гибкостью и прозрачностью. Это достижение имеет значительное значение благодаря своей совместимости с серийным производством на 300-миллиметровых полупроводниковых пластинах, что может облегчить переход от лабораторных образцов к массовому производству. Об этом сообщает издание Togliatti24.
Кремниевая фотоника использует свет для передачи и обработки информации, однако традиционные фотонные чипы изготавливаются на жестких кремниевых подложках, что ограничивает их применение в носимой электронике и устройствах дополненной реальности. Новая технология начинается с обычного процесса производства полупроводников, где на кремниевой пластине формируются оптические волноводы — микроскопические каналы для света. Затем структура соединяется со второй кремниевой пластиной, после чего удаляется толстая подложка.
Оставшиеся сверхтонкие оксидные слои и волноводы переносятся на прозрачную полиэфирную пленку, а временная кремниевая опора также удаляется. В результате получается фотонная структура толщиной всего несколько микрометров, которая пропускает видимый свет и может изгибаться без повреждений. Во время испытаний чипы выдержали тысячи циклов изгиба вокруг цилиндров малого диаметра без ухудшения характеристик, а заметная деградация начиналась только при изгибе вокруг объектов толщиной примерно с зубочистку.
Исследователи также проверили прозрачность материала с помощью установки, имитирующей человеческий глаз. По их данным, структура практически не создает дымки и оптических искажений, что позволяет размещать фотонные компоненты непосредственно перед глазами пользователя. Среди перспективных применений разработчики выделяют очки дополненной реальности, изогнутые автомобильные лобовые стекла с встроенной оптикой, визоры пилотов и тонкие медицинские устройства, адаптированные к форме человеческого тела.
Технология была разработана совместно со специалистами NY Creates в исследовательском центре Albany NanoTech. Одной из ключевых задач было предотвращение деформации сверхтонкой структуры после удаления массивной кремниевой подложки. Для этого ученые ограничили температуру обработки до 500 °C и совместили промышленное утончение кремния с селективным химическим травлением. В будущем команда MIT планирует улучшить прозрачность материала, повысить эффективность волноводов и интегрировать более сложные фотонные компоненты в гибкую платформу.
