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Des semi-conducteurs intégrés aux fibres optiques
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Une équipe de Penn State University en collaboration avec l'université de Southampton en Grande Bretagne a récemment publié ses travaux sur l'intégration de semi-conducteurs dans des fibres optiques micro structurées (MOFs). Les chercheurs ont utilisé une méthode de dépôt chimique micro fluidique à haute pression pour déposer du germanium ou du silicium sur les parois internes des MFOs. Un MFO est constitué d'un réseau de capillaires en silicate accolés les uns aux autres de manière régulière. Leur agglomération forme une structure alvéolaire avec des pores d'environ 1µm de diamètre et une profondeur pouvant atteindre plusieurs dizaines de centimètres. Les techniques de dépôt chimique en phase gazeuse (CVD) précédemment employées étaient handicapées par des problèmes de transport de masse qui empêchaient le dépôt régulier du semi-conducteur sur une longue distance le long de la paroi.
Les chercheurs ont contourné ces difficultés en injectant un flux haute pression d'un gaz précurseur du semi-conducteur (GeH4 ou SiH4) a l'intérieur des MFOs en chauffant progressivement le matériau. Dans la chambre de réaction que constitue l'intérieur des fibres, le germanium ou le silicium nucléé se cristallise sur la paroi. Le dépôt s'effectue de manière régulière sur plusieurs dizaines de centimètres. Le diamètre d'un pore qui est initialement de 1µm, est réduit à quelques dizaines de nm après dépôt du 'coeur' en semi-conducteur.
Pour confirmer l'incorporation du semi-conducteur dans la fibre optique, les chercheurs ont fabriqué un transistor à effet de champ de 11mm de long et 5µm de large dans le coeur de germanium. Ils ont aussi démontré que leur procédé permettait de déposer relativement facilement des contacts métalliques. D'autre part, leurs mesures montrent que la propagation de la lumière infrarouge subit une atténuation de 7dB dans un coeur de silicium. Ces avancées ouvrent la voie à une optoélectronique intégrée dans des fibres optiques. De telles fibres permettraient de s'affranchir des convertisseurs optoélectroniques, chers et limitant la bande passante, qui sont actuellement utilisés dans les réseaux de communication modernes comme Internet.
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