Американские ученые нашли способ сделать кремниево-фотонные чипы гибкими и прозрачными. Обычно такие чипы, передающие данные светом, а не током, жесткие и не пропускают свет. Новая технология меняет это и открывает дорогу для совсем других применений — например, носимых датчиков, которые повторяют изгибы тела, или дополненной реальности прямо на шлемах пилотов и лобовых стеклах.
Вместо того чтобы делать отдельные гибкие образцы в лаборатории, инженеры пошли по промышленному пути. Они создают полноразмерные 300-миллиметровые пластины, на которых формируют нужные оптические структуры. Готовый чип получается толщиной всего в несколько микрон — и, как показали тесты, его можно сгибать тысячи раз вокруг цилиндров разного диаметра, вплоть до совсем крошечных, и он не теряет в производительности.
Процесс производства начинается как обычно: на кремниевую основу наносят световые волноводы. Но потом к этой конструкции крепят временную пластину, а исходную подложку удаляют. Вместе с ней уходит почти весь кремний — остаются только оксидный слой и слой с волноводами. Затем вместо временной основы приклеивают тонкую прозрачную полиэфирную пленку. В итоге получается гибкая, светопроницаемая плата.
Главная сложность была в том, чтобы снять почти весь кремний с большой пластины, не испортив ее: без контроля напряжения она начинает коробиться или покрываться складками, что губит ультратонкие слои. Чтобы избежать этого, инженеры держали температуру не выше 500 градусов и комбинировали промышленное утоньшение с аккуратным химическим травлением.
Когда чип проверили на прочность, он выдержал тысячи изгибов и начал ломаться только после многократных сгибов вокруг зубочистки. А тест на прозрачность показал, что он почти не создает дымки и не искажает изображение — а значит, его можно использовать прямо перед глазом, например в оптике шлемов или в дисплеях на изогнутых поверхностях.
Авторы работы уже говорят, что хотят добавить более сложные компоненты, улучшить волноводы и сделать чипы еще прозрачнее. Они рассчитывают, что новая платформа станет доступна для других исследовательских групп — чтобы расширить применение кремниевой фотоники в тех областях, где раньше она была просто неприменима.
Читайте также:
Samsung показала архитектуру нового флагманского чипа Exynos 2700
Сенсорную панель можно распечатать на обычном лазерном принтере
Высоконаправленный динамик передает звук одному человеку и не слышен остальным