DTU kan som de eneste nu fremstille verdens mindste siliciumresonatorer

• Af:
  
• Thore Dam Mortensen

Ifølge DTU-lektor Søren Stobbe, så er det lykkedes at forbinde to tilgange, der hidtil har bevæget sig i parallelle spor.

Og det gjorde det muligt at bygge verdens mindste siliciumresonatorer, der er så små, at ingen faktisk burde kunne bygge dem, men det er alligevel ny lykkedes, konstaterer han over for DTU.

Fysikere og ingeniører har, fremhæver DTU, i årtier kæmpet med, hvordan små optiske resonatorer kan laves, uden at øge tabet af lys, hvilket svarer til at spørge, hvor den nedre grænse for størrelsen af halvlederkomponenter går.

Holdet bag artiklen i Nature har opfundet en tilgang, der, enkelt forklaret, baserer sig på et eksperimentet med ophæng af to halvdele af en siciliumresonator i fjedre, selvom siliciumenheden i det første trin er sikkert fastgjort til et lag glas.

Det er udført med konventionel halvlederteknologi, så de to halvdele er 50 nanometer fra hinanden. Gennem selektiv ætsning af glasset frigøres strukturen og er nu kun ophængt i fjedrene, og fordi de to halvdele er fremstillet så tæt på hinanden, tiltrækker de hinanden på grund af overfladekræfter.

På grund af et omhyggeligt design af siliciumstrukturerne er resultatet en selvsamlet resonator med butterflyformede huller på atomar skala omgivet af siliciumspejle.

Søren Stobbe konstaterer, er man stadig er langt fra et kredsløb, der er helt selvopbyggende, men at det er lykkedes holdet at forbinde to tilgange, der hidtil har bevæget sig i parallelle spor. Og det gjorde det muligt at bygge siliciumresonatorerne så små, at ingen burde kunne bygge dem, men det er i stedet lykkedes at finde ud af, at få dem til at bygge sig selv.

Halvlederindustriens udviklingsplan forudsiger ellers, at den grænse ikke flytter sig under otte nanometer i løbet af de næste 15 år. Det svarer til 32 siliciumatomer.

Inden for kvanteoptik og fotonik er et af hovedmålene at forøge vekselvirkningen mellem lys og stof for eksempelvis at producere bedre fotodetektorer eller kvantelyskilder.

Den aktuelt bedste måde at gøre det på er ved at benytte optiske resonatorer, der lagrer lys i lang tid, hvilket får det til at vekselvirke stærkere med stof.

Hvis resonatoren samtidig er meget lille, således at lys presses sammen i et lille område, forøges vekselvirkningen yderligere. Den ideelle resonator lagrer lys i lang tid i et område på størrelse med et enkelt atom, fremhæves det.

Forskerne bruger det nye selvsamlingskoncept til fotoniske resonatorer og håber, at det vil kunne finde anvendelse i elektronik, nanorobotik, sensorer, kvanteteknologier og meget mere.

Dermed vil det virkelig være muligt at høste nanoteknologiens fulde potentiale. Forskningsverdenen er mange gennembrud fra at realisere den vision, men håbet er, at de første skridt nu er taget, konstateres det.