Реферати

Доповідь: Фотонні транзистори в кремнієвому виконанні

Історія термінових пологів. Клінічне обстеження і протікання термінових пологів (положення плоду - подовжнє, головне предлежание) у пацієнтки при наявності пізнього гестоза легкого ступеня ваги, вторинної компенсованої ХФПН, варикозної хвороби і НЦД по змішаному типі.

Гострі інфекційні деструкції легень: діагностика, діагноз і ускладнення деструктивних пневмонитов. Лабораторна й інструментальна діагностика анаеробного пневмонита. Дослідження функції зовнішнього подиху при інфекційних деструкціях легень. Диференціальний діагноз абсцесу легкого й інфільтративного туберкульозу на стадії формування каверни.

Габсбурги. Габсбурги (Habsburg), відомі також з 15 в. як Австрійський будинок, германсько-австрійська династія, що володіла з 1282 Австрією, а в 1438-1806 незмінно (з короткою перервою в 1742-1745) удерживавшая титул імператора Священної Римської імперії.

Повернення засобів Фонду ЖКХ, реформи галузі в Росії. Правила повернення фінансової підтримки, наданої за рахунок засобів Фонду житлово-комунального господарства (ЖКХ) у Російській Федерації. Головні підсумки селекторної наради керівництва Фонду сприяння реформуванню ЖКХ із представниками регіонів.

Загальна теорія статистики. Основні категорії і поняття теорії статистики. Ряди динаміки і їхнє застосування в аналізі соціально-економічних явищ. Зведення й угруповання статистичних даних. Загальна характеристика системи національних рахунків. Статистика ринку товарів і послуг.

Свідіненко Юрій

Більшість електронних пристроїв незабаром можуть стати фотонними, тобто замість електронів, що переносять інформацію будуть "курсувати" промені світла - фотони.

Більшість експертів в області мікроелектроніки передбачують саме такий сценарій розвитку мікроелектроніки, що використовується в обчислювальній техніці. Ця область науки розвивається вже ще з 1970 року. Фотоника (так називається ця нова область пристроїв, що використовують як основний сигнал окремі фотони) може використовуватися в таких областях, як телекомунікації, маршрутизація Інтернету, оптоволоконні мережі, і, звісно, в створенні "світлових комп'ютерів".

Чому ж так вигідно використати фотонику замість звичайної електроніки? По-перше, фотонні пристрої будуть споживати менше енергії. По-друге, за допомогою фотонних чопом можна буде оперувати великими обсягами інформації, і, отже, швидкість обчислень зросте.

Грубо говорячи, в фотонному чопі промені світла замінять струм електронів по провідниках в аналогічному електронному. Ось чому фотонні чопи економічніше електронних: фотоника набагато менше віддає тепла в довкілля, і, отже, менше споживає енергії для роботи.

На сьогоднішній день існує ряд прототипів нанофотонних пристроїв. Однак існує проблема: фотонні пристрої треба органічно "вписати" в морі сучасної електроніки. І для цього необхідно сконструювати пристрій, який забезпечував би взаємодію між фотонними і електронними чопами.

Такий пристрій можна назвати "фотонним транзистором" або "фотонним ключем". Його функція - пропускати світлові хвилі при наявності відповідного сигналу і не пропускати, якщо сигналу дозволу немає.

У Корнелльськом університеті, США, дослідникам вдалося наблизитися до розв'язання цієї проблеми. Вони змогли створити пристрій, який переводить електричний сигнал в світловий промінь, що модулюється в наноразмерном діапазоні. При цьому розміри фотонного пристрою дозволяють використати його в маршрутизаторах, оптоволоконних мережах і мікропроцесорах.

Такі пристрої удавалоь робити і раніше, але вони були розмірами біля декількох міліметрів. Природно, що зв'язувати чіп міліметрових розмірів з современнними мікросхемами по 90-нм техпроцессу було б неефективно. А вчені з Корнелла змогли зробити такий же чіп розмірами трохи мікрон. А такий пристрій вже можна інтегрувати з сучасними мікросхемами.

Вдалося це зробити завдяки використанню арсенида галію. Цей напівпровідник легко можна інтегрувати в напівпровідникові пристрої, і він, в основному, застосовується в сучасній мікроелектроніці.

Рис. 1. Принцип дії фотонного ключа

Про роботу вчені повідомили в травневому випуску журналу Nature. Керував дослідженнями вчений з Корнелльського університету Майкл Ліпсон.

У основу нанофотонного модулятора ліг кільцевий резонатор, який відстоїть від прямого світлового хвилевода на 200 нанометров (див. мал. 1). Світло, що проходить через прямий відрізок хвилевода, безліч разів огинає кільцевий резонатор. Явище це широко відоме і використовується в фотонних пристроях. Причому від діаметра кільця прямо залежить довжина хвилі світлового пучка на виході з резонатора. Вчені використали діаметри 10 і 12 мікрон і отримали світло з довжиною хвилі 1555 нм і 1576 нм відповідно. Світло з такою довжиною хвилі лежить в інфрачервоному діапазоні довжин хвиль.

Тепер розкажемо про механізм про модуляцію світла електронікою. Кільце-модулятор розташовано на на поверхні з негативно допированного кремнію, а всередині кільця - область з позитивним допированием (див. мал. 1). Тому хвилевід являє собою зону розділу між р і n областями p-n діода, освіченого структурою хвилеводів і напівпровідників.

Як тільки на микросистему подають напруження, електрони і дірки поступають в область хвилевода, змінюючи його оптичний коефіцієнт заломлення. Відповідно, у хвилевода змінюється резонансна частота світла, яке він може пропускати. Таким чином, напруження "замикає" світло, що проходить через прямий відрізок хвилевода.

Рис. 2. Мікрофотографія фотонного чопа

Раніше вчені використали схожий принцип діода в фотонике для того, щоб модулювати світло в прямих дільницях хвилевода. І це вдавалося тільки тоді, коли світло проходило порівняно велику відстань по хвилеводу. Відповідно, для роботи пристрою потрібен хвилевід більшої довжини і чіп буде вже макроскопічних розмірів. А вчені з Корнелла примусили бігти світло по колу в резонансному кільці, тим самим удлиннив його шлях.

У тестах вчені подавали на пристрій 0.3 вольта і цього вистачало, щоб припинити поширення світла по хвилеводу. Потім дослідники протестировали пристрій на частоту включень. Результати виявилися досить оптимістичними: за допомогою кільця-резонатора вчені пропустили через фотонний транзистор 1.5 гигабита в секунду інформації. Грубо говорячи, вони пропустили серію логічних 0 і 1 (що відповідає бітам інформації). Модулювання світла дозволило пропустити серію 0 і 1 за так короткий час. А процес передачі одного біта займав декілька десятих пикосекунди.