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PROGRAMMA DI RICERCA 2005

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
LEGHE SILICIO GERMANIO; DEPOSIZIONE DA FASE VAPORE ASSISTITA DA PLASMA A BASSA ENERGIA; STRUTTURA DELLE DISLOCAZIONI E RILASCIO DELLO STRAIN; GUIDE D'ONDA; OTTICA NONLINEARE; AMPLIFICAZIONE RAMAN

Guide ottiche in SiGe: progettazione, fabbricazione, caratterizzazione e applicazione all'amplificazione Raman.

Università degli Studi di Pavia
Abstract
Il programma di ricerca di questo progetto consiste nella progettazione, fabbricazione, caratterizzazione e applicazione all'amplificazione Raman di guide d'onda basate sulla lega Silicio-Germanio (SiGe). Il programma di ricerca si struttura in tre fasi e verrà svolto tramite la stretta collaborazione di quattro Unità di ricerca dotate di competenze tra loro complementari:

1) La prima fase sarà volta all'ottimizzazione dei parametri di crescita e di progettazione della guida. In questa fase verrà considerata una struttura di tipo planare che permette di ottenere informazioni sulle caratteristiche strutturali e sulle proprietà ottiche lineari dello strato SiGe. Tramite la tecnica ‘low-energy plasma enhanced chemical vapour deposition' (LEPECVD), saranno cresciute diverse strutture variando lo spessore dello strato SiGe e la concentrazione di Germanio. Sarà caratterizzata sia la qualità dei materiali in termini di contenuto di impurezze, regolarità morfologica e composizionale, sia il comportamento ottico delle guide planari. Particolare attenzione sarà rivolta ai meccanismi di compressione meccanica dello strato SiGe dovuti al diverso passo reticolare tra Silicio e SiGe e all'impatto della deformazione reticolare sulle caratteristiche di propagazione del segnale luminoso attraverso la guida planare.

2) La seconda fase del progetto prevede lo studio e la fabbricazione di guide a canale: queste saranno accuratamente progettate al fine di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Ilaria CRISTIANI Università degli Studi di PAVIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il programma di ricerca ha come obiettivo la progettazione, la fabbricazione e la caratterizzazione di guide d'onda basate sulla lega Silicio-Germanio (SiGe) e la loro applicazione all'amplificazione Raman. Tale programma si inquadra nell'obiettivo generale di sviluppare circuiti optoelettronici integrati per i sistemi fotonici di prossima generazione. L'idea è quella di posizionare sullo stesso substrato una serie di componenti che svolgono funzioni ottiche ed elettroniche. Il Silicio (Si) è sicuramente il materiale più promettente per questa applicazione e la guida d'onda è il componente di base per ogni circuito ottico.
Questo progetto si propone di studiare guide d'onda di nuova concezione, caratterizzate da un nucleo in SiGe e un mantello in Si, che siano monomodali, garantiscano un buon accoppiamento con la fibra ottica, abbiano perdite limitate, e presentino proprietà ottiche nonlineari adeguate a realizzare operazioni di elaborazione dei segnali quali amplificazione e conversione di frequenza.
La progettazione e la fabbricazione di questo tipo di guide pone una serie di problemi legati alla struttura dello strato SiGe: il primo obiettivo è quello di controllare e ottimizzare le condizioni di crescita dello strato SiGe. Infatti il profilo d'indice della guida dipende criticamente sia dal profilo di concentrazione di Germanio (Ge), sia dallo stato di stress (‘strain') generato dal disadattamento delle costanti reticolari all'interfaccia tra SiGe e Si. Le >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Lo sviluppo di circuiti optoelettronici integrati riveste una fondamentale importanza per i sistemi fotonici di prossima generazione. L'idea di base è di avere a disposizione una serie di componenti che svolgono funzioni ottiche e optoelettroniche, tutti integrati sullo stesso substrato.
Il Silicio è sicuramente il materiale più promettente per questa applicazione: le ragioni fondamentali sono il basso costo del materiale, l'elevata purezza e omogeneità delle fette disponibili commercialmente e infine il fatto che tutti i processi di fabbricazione si basano su una tecnologia estremamente matura che è stata sviluppata dall'industria microelettronica. Inoltre il Si è trasparente nell'intervallo di lunghezze d'onda utili per le telecomunicazioni ottiche (1.3 – 1.6 immaginem) ed è già utilizzato per molti dispositivi optoelettronici come fotodiodi e telecamere CCD. [1,2]
Molti gruppi sono attivi nel campo della fotonica basata su Si (Silicon photonics) e seguono approcci diversi per ottenere dispositivi attivi integrati come sorgenti di luce, modulatori e interruttori ottici.
Il componente di base di ogni circuito ottico è la guida d'onda. I lavori riportati nella letteratura scientifica sono concentrati principalmente su due tipi di guida compatibili con la tecnologia in Si: le guide in ossido di Silicio (SiO2) su Si (SOS, silica on silicon) e le guide in Si cresciuto sopra un isolante (SOI, Silicon on insulator). [1]
La tecnologia >>>