Учёные ТУСУРа работают над отечественной компонентной базой для телекоммуникационного оборудования

Лаборатория фотонных интегральных схем, входящая в Передовую инженерную школу ТУСУРа, приступила к отработке технологии изготовления пассивных элементов фотонных интегральных схем на нитриде кремния в интересах компании «Т8».

Учёные молодёжной лаборатории фотонных интегральных схем ТУСУРа до конца 2023 года планируют передать промышленному партнёру — компании «Т8» — волноводные элементы с заданными характеристиками на основе тонких плёнок нитрида кремния.

«Фотонные интегральные схемы (ФИС) — тренд в развитии опто- и наноэлектроники. Они меньше по размеру и превосходят электронные микросхемы по ряду параметров, открывают новые перспективы развития технологий передачи данных и обработки сигналов. При этом на сегодняшний день существующая компонентная база имеет зарубежное происхождение, что ставит перед нами амбициозную задачу: в короткие сроки разработать отечественные аналоги элементов ФИС», — рассказывает заведующий лабораторией ФИС Антон Перин.

 «Наш индустриальный партнёр — компания «Т8» — заинтересована в разработке новых научно-технических решений, направленных на создание фотонной компонентной базы для телекоммуникационного оборудования: электрооптических модуляторов, фотонных коммутаторов сигнала, систем квантовых коммуникаций и т. п. При достижении заданных параметров в разрабатываемых нами элементах «Т8» сможет перейти на отечественную компонентную базу для производства телекоммуникационных устройств», — отметил Антон Перин.

В 2023 году коллектив лаборатории в первую очередь будет сконцентрирован на работе с нитридом кремния. Отмечается, что в НОЦ «Нанотехнологии» ТУСУРа уже поставлены основные технологические процессы, но для реализации конкретных изделий нужно найти оптимальные режимы формирования плёнок нитрида кремния. Этим и будет заниматься коллектив лаборатории ФИС. В результате выполнения проекта планируется реализация нового конструктивно-технологического способа изготовления интегральных оптических волноводов с низкими оптическими потерями и элементов на их основе. Технологической площадкой для отработки и изготовления станет НОЦ «Нанотехнологии».

«В течение этого года мы планируем разработать и изготовить пассивные волноводные элементы различной топологии и с заданными характеристиками и предоставить нашему индустриальному партнёру для оценки и тестирования», — рассказывает руководитель лаборатории.

Следующий, 2024 год в лаборатории ФИС планируют посвятить работе с ниобатом лития. «Этот кристалл на сегодняшний день один из самых эффективных по преобразованию параметров оптического излучения. Если через него пропускать свет и одновременно подавать напряжение, он может менять параметры прошедшего излучения, что позволяет делать на его основе активные элементы, — поясняет выбор Антон Перин. — Во всём мире ниобат лития считается одним из самых перспективных соединений для применения в различных отраслях, связанных с фотоникой и оптоэлектроникой».

В рамках полученного лабораторией гранта в 2022 году стартовало изготовление уникальной отечественной установки высокочастотного магнитронного напыления, разработанной по техническому заданию учёных ТУСУРа. Она должна быть готова осенью 2023 года. До конца года планируется проведение пуско-наладочных работ.

«С помощью данной установки мы планируем формировать тонкие плёнки ниобата лития, — делится планами Иван Кулинич, главный технолог лаборатории. — Это позволит создавать пассивные и активные элементы на основе этого материала».

Тонкая плёнка ниобата лития, изготовленная таким способом, представляет собой поликристаллическую структуру — огромное количество хаотично расположенных кристаллитов. Одна из задач, которые ставят перед собой учёные, — отработка напыления таких поликристаллических плёнок с возможностью ориентирования кристаллитов в одном из выбранных направлений, что является очень важным при построении активных устройств.

Коллектив лаборатории ФИС сегодня — 18 человек (6 научных сотрудников, 10 инженеров и 2 техника). В рамках развития ПИШ ТУСУРа лаборатория будет выступать активным участником как образовательных, так и научных направлений, готовить специалистов как для работы непосредственно в лаборатории ФИС, так и для промышленных партнёров.