مسابقة السوق البصرية في السوق الدولية

2023,11,04

طور الباحثون طريقة دقيقة للغاية لتجميع أجهزة بصرية متعددة من مستوى الميكرومتر على شريحة واحدة.

يمكن لهذه الطريقة الجديدة في يوم من الأيام أن تتيح الإنتاج الضخم للأنظمة البصرية القائمة على الرقائق ، مما يجعل من الممكن لأجهزة الاتصال البصرية أكثر إحكاما وأجهزة التصوير المتقدمة.

وقال ديميتارز جيفتيكس من جامعة ستراثكلايد في المملكة المتحدة: "إن تطوير التكنولوجيا الإلكترونية القائمة على ترانزستورات السيليكون جعل النظام على الرقائق أكثر قوة ومرونة." "ومع ذلك ، يحتاج النظام البصري على شريحة إلى دمج مواد مختلفة على شريحة ، لذلك لم نر نفس التطور مثل إلكترونيات السيليكون."

في مجلة "المواد البصرية Express" لمجموعة Optica ، وصفت Jevtics وزملاؤها عملية طباعة النقل الجديدة وأظهرت قدرتهم على وضع الأجهزة المصنوعة من مواد متعددة على شريحة واحدة. يتم دمج كل هذه الأجهزة في بصمة مماثلة في الحجم للجهاز نفسه.

على عكس الطرق الأخرى التي تقتصر عادة على مادة واحدة ، توفر هذه الطريقة الجديدة صندوق أدوات مواد يمكن لمصممي النظام المستقبلي اختيارهم والرجوع إليه.

optical lens

على سبيل المثال ، سيتطلب التواصل البصري على الرقاقة تجميع مصادر الضوء والقنوات والكشف على المكونات التي يمكن دمجها مع رقائق السيليكون. يمكن أن تزيد عملية طباعة النقل الخاصة بنا عن طريق دمج آلاف الأجهزة المصنوعة من مواد مختلفة على رقاقة واحدة. سيمكن ذلك من دمج الأجهزة البصرية مقياس الميكرومتر في شرائح الكمبيوتر عالية الكثافة في المستقبل أو منصات مختبرات الاستشعار الحيوية للرقائق

أحد أكبر التحديات لتجميع أجهزة متعددة على الشريحة هو محاولة وضعها معًا بإحكام شديد دون التدخل في الأجهزة الموجودة بالفعل على الشريحة. لتحقيق هذا الهدف ، قام الباحثون بتطوير طريقة تعتمد على التصاق قابل للانعكاس ، حيث تتم إزالة الجهاز من مصفوفة النمو وإطلاقها على سطح جديد.

أنشأ الباحثون أيضًا نظامًا متعدد الطول الموجي النانوي عن طريق وضع أسلاك أشباه الموصلات على ثاني أكسيد السيليكون. يمكن أن تنتج طريقة طباعة النقل الجديدة هذه أنظمة بصرية تعتمد على الرقائق ذات يوم مصنوعة من مواد متعددة بكميات كبيرة.

تستخدم هذه الطريقة الجديدة ختم بوليمر ناعم مثبت على وحدة تحكم حركة الروبوت لإزالة الجهاز البصري من الركيزة التي تم تصنيعها عليها. ضع الركيزة الموضوعة تحت جهاز التعليق وتوافقها بدقة باستخدام المجهر. بمجرد محاذاة بشكل صحيح ، سيتم ملامسة السطحين ، وإطلاق الجهاز من علامة البوليمر وإيداعه على السطح المستهدف. جعل التقدم في تكنولوجيا روبوت التجميع الدقيقة الدقيقة ، وتكنولوجيا التصنيع النانوية ، وتكنولوجيا معالجة الصور الصغيرة هذه الطريقة.

قال جيفتيكس: "من خلال تصميم الشكل الهندسي للختم بعناية لمطابقة الجهاز والتحكم في لزوجة مادة البوليمر ، يمكننا تصميم الجهاز لتحديد ما إذا كان سيتم رفعه أو إطلاقه." "بعد التحسين ، لن تتسبب العملية في أي ضرر ويمكن توسيع نطاقه من خلال العمليات الآلية ، متوافقة مع تصنيع مقياس الرقاقة

لإظهار هذه التكنولوجيا الجديدة ، قام الباحثون بدمج الرنانات البصرية البصرية من ألومنيوم الغاليوم والألومنيوم ونيتريد غاليوم على شريحة واحدة. تظهر هذه الرنين البصري أداءً جيدًا للإرسال البصري ، مما يشير إلى أعمال تكامل جيدة.

كما استخدموا أساليب الطباعة لتصنيع أشباه أشباه الموصلات النانوية ، مما يضع الأسلاك النانوية بطريقة كثيفة مكانيًا على سطح الجسم الرئيسي. يُظهر الفصل بين الأسلاك النانوية المقاسة عن طريق مسح المجهر الإلكتروني الدقة المكانية في حدود 100 نانومتر. من خلال وضع الأسلاك النانوية أشباه الموصلات على ثاني أكسيد السيليكون ، يمكنها إنشاء نظام نانولز متعدد الطول الموجي.

كتقنية تصنيع ، لا تقتصر طريقة الطباعة هذه على الأجهزة البصرية.

كخطوة التالية ، يسعى الباحثون إلى تكرار هذه النتائج مع المزيد من الأجهزة لإثبات فعاليتها على نطاق أوسع. يأملون أيضًا في الجمع بين طريقة طباعة النقل الخاصة بهم مع تقنية المحاذاة التلقائية المطورة مسبقًا ، من أجل قياس واختيار ونقل أجهزة العزل بسرعة لأغراض التصوير