مواضيع البحث

دوائر السيليكون البصرية المتكاملة مع البلورات الضوئية.

الكريستال الضوئيتشير إلى كلمة أو عبارة يتم تعريفهابلورات اصطناعية للأطوال الموجية الضوئيةوبنفس الطريقة التي تمتلك بها بلورات أشباه الموصلات فجوة نطاق للإلكترونات، يمكن أن تمتلك البلورات الضوئية فجوة نطاق للضوء إذا صُنعت باستخدام تقنيات التصنيع الدقيق. يمكن استخدام فجوة النطاق للضوء فييمكن حصر الضوء بشدة داخل الرقاقة أو يمكن إبطاء سرعة الضوء... كما أنها صغيرة الحجم للغاية.الدائرة البصرية المتكاملةإنه أحد المرشحين الرئيسيين لـ

البلورات الضوئية هيالسيليكونوغالباً ما تكون هذه التقنية مصنوعة من السيليكون (Si)، وهو ما يتناسب بشكل جيد مع قمم الدوائر المتكاملة الحالية، ومن المتوقع أن تؤدي إلى تحقيق دوائر متكاملة هجينة باستخدام الضوء والإلكترونات. هذا المجال، الذي يعرف أيضاً باسم ضوئيات السيليكون، هو مجال يتم فيه دمج قوتي الضوء والكهرباء على شريحة واحدة، وفي الوقت نفسه الفصل بين قوتي الضوء والكهرباء.دارات معالجة الإشارات عالية الأداء ومنخفضة الطاقةيمكن توقع تحقيقه.

دوائر الكريستال الضوئي ودوائر السيليكون الضوئية المتكاملة.
دوائر الكريستال الضوئي ودوائر السيليكون الضوئية المتكاملة.

تم تطوير المرنانات الضوئية الدقيقة عالية الأداء في بلورات السيليكون الضوئية، والمفاتيح الضوئية بالكامل، والمعدِّلات الضوئية الكهربائية، وأجهزة الكشف الضوئي، ومقسمات الموجات الضوئية، وهي العناصر الرئيسية التالية في الدوائر الضوئية، واحدة تلو الأخرى.

ويتطلب تصور سلوك الضوء تقنيات تحليل المجال الكهرومغناطيسي التي تحل معادلات ماكسويل باستخدام تقنية تعرف باسم FDTD. وهذا يتطلبتم حسابها باستخدام حواسيب متوازية بشكل كبير.مهارات البرمجة مطلوبة أيضًا. بمجرد اكتمال رمز البرنامج، لا يقتصر التحليل على تغيير النموذج فحسب، بل يتطلب أيضًا الإبداع والبراعة في كل مرة يتغير فيها الموضوع.

مجهز تجهيزاً جيداًمرنان ضوئي بلوري ضوئي دقيق مرنان ضوئيوفي أي مجموعة من التركيبات يمكن تحقيق الدوائر الضوئية التي تعمل حتى مع وجود أخطاء في التصنيع. ونظراً للدرجة العالية من الحرية في تصميم البلورات الضوئية، هناك العديد من التركيبات المختلفة، ولن تكشف الخبرة والنظر المتعمق في هندسة الموجات الضوئية إلا عن أي من هذه التركيبات يجب اختيارها.

مرشحات تعدد الطول الموجي البلورية الضوئية المصنعة وخصائصها.
تكوين شبكة السيليكا بطريقة سول-جل تسمى TEOS.

يعد السيليكون مادة ممتازة، ولكن من المعروف أن أداءه أقل جودة في العديد من الجوانب مقارنة بأشباه الموصلات من النوع الثالث-الخامس. هناك مجموعة واسعة من القضايا التي يجب أخذها في الاعتبار، بما في ذلك الأداء والتكلفة والتحديات التكنولوجية، مثل ما إذا كان يجب تحقيق كل شيء في السيليكون، أو السعي إلى التكامل الهجين مع مواد مختلفة في الأماكن المناسبة، أو اتباع نهج مختلف تمامًا.

يتم إجراء هذا البحث بالتعاون مع معاهد البحوث الوطنية مثل المعهد الوطني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات والمعهد الوطني للعلوم الصناعية المتقدمة والتكنولوجيا (AIST)، والتي لديها تكنولوجيا متقدمة في عملية التصنيع النانوي. ويقومون بالفعل بتشغيل المعدات وتصنيع الأجهزة بأنفسهم. كما نستخدم أيضًا مسابك ضوئيات السيليكون في الخارج مع باحثين من جامعات أخرى. كما تعاونّا في الماضي مع مختبر NTT للبحوث الأساسية لفيزياء الحالة الصلبة في جامعة NTT، وهو المقر القديم للبروفيسور تانابي.

يمكن أيضًا تصنيع العناصر في الغرفة النظيفة لاتحاد الجامعات الأربع في شين كاواساكي. وبالتالي، يتم إجراء البحوث من خلال قنوات مختلفة، إما عن طريق تصنيع العناصر بأنفسنا أو بالتعاون مع مؤسسات بحثية خارجية.

بالإضافة إلى ذلك، يُقال إن تكنولوجيا الدوائر الضوئية المتكاملة القائمة على السيليكون متوافقة مع الحواسيب الكمومية، لذا يمكن استخدامها كمنصة مشتركة للأبحاث الكلاسيكية والكمية على حد سواء.

《الكلمة الرئيسية 》

ضوئيات السيليكون / الحوسبة المتوازية / الحوسبة المتوازية / FDTD / البلورات الضوئية / الدوائر الضوئية المتكاملة / الحواسيب الكمية / معالجة الإشارات الضوئية منخفضة الطاقة
يشجع مختبر تانابي بنشاط الأبحاث التعاونية.

قائمة مواضيع البحث

تُعقد جلسات معلومات المختبر للطلاب المعينين في عام 2024. والمختبرات المفتوحة متاحة مجاناً للحضور والانصراف كما يحلو لهم. كما تتاح جلسات المعلومات الفردية في أي وقت.

<محتجز حاليا>

جلسات إعلامية فردية وجولات في المختبر

شاهد المختبر وهو يعمل!
تُعقد جلسات إعلامية فردية وجولات في المختبر شخصياً. قم بزيارة حرم ياغامي الجامعي وشاهد المعدات التجريبية في المختبر. يمكنك إرسال بريد إلكتروني إلينا أو ملء النموذج أدناه.