Description du projet
Sources lumineuses sur puce à base de colloïdes monolithiques bon marché
La photonique sur silicium constitue l’épine dorsale de la nouvelle génération de technologies sur puce et de télécommunications optiques. Contrairement à la technologie des semi-conducteurs III-V concurrente, la photonique sur silicium promet des circuits photoniques intégrés (PIC, photonic integrated circuits) beaucoup plus rentables. Le projet POSEIDON financé par l’UE répond au besoin critique d’une intégration monolithique des sources lumineuses sur puce adaptée à la production de masse. Grâce à l’utilisation de colloïdes actifs capables de s’auto-organiser en structures 3D, le projet entend développer des sources lumineuses à l’échelle nanométrique de longueur variable qui peuvent être intégrées monolithiquement dans l’unité finale des PIC. Les activités du projet porteront sur toute la chaîne du processus, de la conception assistée par ordinateur à la synthèse contrôlée, en passant par l’assemblage hiérarchique, l’intégration opto-électronique et la fabrication de l’appareil. La réalisation de cette plate-forme innovante pour les PIC génériques comprenant des composants colloïdaux actifs monolithiquement intégrés pourrait stimuler la compétitivité de l’Europe dans de nombreux secteurs.
Objectif
Silicon photonics made tremendous progress in the last decade and promises far more cost effective photonic integrated circuits (PICs) than competing III-V semiconductors. However, a monolithically integrable, mass-manufacturable light source is missing. All approaches of heterogeneous integration of III-V light sources are costly and not highly scalable, creating massive cost and complexity barriers for the commercialization of PICs. The ground-breaking aim of POSEIDON is to develop a radically new bottom-up approach towards multi-scale, on chip self-assembly of active colloids based on low cost colloid technology. For the first time this encompasses the entire process chain of computer-aided design, controlled synthesis, hierarchical assembly, optoelectronic integration and device fabrication. By controlling and designing self-assembly processes directly on a device, addressing length scales from nm to 100’s of μm simultaneously, our approach allows to fabricate functional nanophotonic components with 3D, single-nm resolution integrated into complex PICs. The ambitious goal of POSEIDON is to thereby develop electrically pumped light sources which can be monolithically integrated into the back-end of CMOS chips. This breakthrough overcomes the limitations of top-down PIC fabrication and tears down the massive cost and complexity barriers initially mentioned. The short term benefits can be quantum leaps in data center energy efficiency and network performance, enabled by the project targeting the usual Datacom wavelengths, and cheap yet powerful optical sensors. In the long run a revolutionary platform for generic PICs consisting of monolithically integrated active colloidal components (light sources and detectors), Si/Si nitride photonics and CMOS electronics can emerge from POSEIDON. This will transform Europe’s industrial landscape and provide sustainable solutions to societal challenges across ICT, quantum technologies, energy, environment, health and security.
Champ scientifique
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorsoptical sensors
- natural sciencesphysical sciencescondensed matter physicssoft matter physics
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
Programme(s)
Régime de financement
RIA - Research and Innovation actionCoordinateur
52074 Aachen
Allemagne
L’entreprise s’est définie comme une PME (petite et moyenne entreprise) au moment de la signature de la convention de subvention.