• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    אפלייד מטיריאלס. אילוסטרציה: depositphotos.com

    אפלייד מטיריאלס ו-GlobalFoundries משתפות פעולה להאצת פוטוניקה מבוססת בינה מלאכותית

    אירופה מבקשת עצמאות בתחום השבבים. המחשה: depositphotos.com

    אירופה מתעצמת מחדש: שבבים במרכז המאמץ הביטחוני

    הבנק HSBC ו־IBM הדגימו לראשונה בעולם מסחר אלגוריתמי באג"ח בסיוע מחשוב קוונטי

    לוגו חברת OpenAI. המחשה: depositphotos.com

    אנבידיה תשקיע עד 100 מיליארד דולר ב־OpenAI – שותפות שתקבע את עתיד תעשיית הבינה המלאכותית

    מימין - מנכ"ל אנבידיה ג'נסן הואנג ומנכ"ל אינטל ליפ-בו טאן. צילום מתוך דף ה-X של הואנג

    מנכ"לי אינטל ואנבידיה במסיבת עיתונאים משותפת: משרטטות מחדש את מפת המחשוב

    ביתן של SMIC בתערוכה. צילום יחצ

    SMIC בוחנת את מכונת ה־DUV המקומית הראשונה – צעד מרכזי לעצמאות ציוד ייצור שבבים בסין

    Trending Tags

    • בישראל
      אירוע השקת המעבדות של NetZero Ventures והמכון הלאומי לאגירת אנרגיה- קרדיט צלם: ישראל פנחסוב.

      NetZero Ventures והמכון הלאומי לאגירת אנרגיה השיקו בבר-אילן מעבדות להאצת הפיתוח והמסחור של פתרונות אנרגיה ואקלים בהשקעה של עשרות מיליוני שקלים

      הסמכה ל-2 ננומטר. צילום יחצ פרוטאנטקס.

      ‏פרוטיאן־טקס השלימה אימות סיליקון בטכנולוגיית 2 ננומטר של TSMC

      פרופ' אמנון שעשוע. צילום יונתן הפנר

      הסטארטאפ החדש של אמנון שעשוע בתחום ה־AI גייס מאות מיליוני דולרים והגיע לשווי של מעל מיליארד דולר

      עופר גרינברגר. צילום מיכה לובטון

      עופר גרינברגר מונה למנכ"ל ונשיא אפלייד מטיריאלס ישראל

      כריס ואן דאן אלזן, בכיר בתעשיית הרכב העולמית, מונה כחבר דירקטוריון. צילום ארבה

      ארבה רובוטיקס: כריס ואן דאן אלזן, בכיר בתעשיית הרכב העולמית, מונה כחבר דירקטוריון

      ירון גליצקי. צילום רון קובי

      ירון גליצקי מונה לתפקיד סגן נשיא בכיר ומנהל חטיבת ה-AI בחברת סיוה

      Trending Tags

      • מדורים
        • אוטומוטיב
        • בינה מלאכותית (AI/ML)
        • בטחון, תעופה וחלל
        • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
        • ‫יצור (‪(FABs‬‬
        • ‫צב"ד‬
        • ‫שבבים‬
        • ‫רכיבים‬ (IOT)
        • ‫תוכנות משובצות‬
        • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
        • תקשורת מהירה
        • ‫‪FPGA‬‬
        • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • מאמרים ומחקרים
      • צ'יפסים
      • Chiportal Index
        • Search By Category
        • Search By ABC
      No Result
      View All Result
      Chiportal
      • עיקר החדשות
        אפלייד מטיריאלס. אילוסטרציה: depositphotos.com

        אפלייד מטיריאלס ו-GlobalFoundries משתפות פעולה להאצת פוטוניקה מבוססת בינה מלאכותית

        אירופה מבקשת עצמאות בתחום השבבים. המחשה: depositphotos.com

        אירופה מתעצמת מחדש: שבבים במרכז המאמץ הביטחוני

        הבנק HSBC ו־IBM הדגימו לראשונה בעולם מסחר אלגוריתמי באג"ח בסיוע מחשוב קוונטי

        לוגו חברת OpenAI. המחשה: depositphotos.com

        אנבידיה תשקיע עד 100 מיליארד דולר ב־OpenAI – שותפות שתקבע את עתיד תעשיית הבינה המלאכותית

        מימין - מנכ"ל אנבידיה ג'נסן הואנג ומנכ"ל אינטל ליפ-בו טאן. צילום מתוך דף ה-X של הואנג

        מנכ"לי אינטל ואנבידיה במסיבת עיתונאים משותפת: משרטטות מחדש את מפת המחשוב

        ביתן של SMIC בתערוכה. צילום יחצ

        SMIC בוחנת את מכונת ה־DUV המקומית הראשונה – צעד מרכזי לעצמאות ציוד ייצור שבבים בסין

        Trending Tags

        • בישראל
          אירוע השקת המעבדות של NetZero Ventures והמכון הלאומי לאגירת אנרגיה- קרדיט צלם: ישראל פנחסוב.

          NetZero Ventures והמכון הלאומי לאגירת אנרגיה השיקו בבר-אילן מעבדות להאצת הפיתוח והמסחור של פתרונות אנרגיה ואקלים בהשקעה של עשרות מיליוני שקלים

          הסמכה ל-2 ננומטר. צילום יחצ פרוטאנטקס.

          ‏פרוטיאן־טקס השלימה אימות סיליקון בטכנולוגיית 2 ננומטר של TSMC

          פרופ' אמנון שעשוע. צילום יונתן הפנר

          הסטארטאפ החדש של אמנון שעשוע בתחום ה־AI גייס מאות מיליוני דולרים והגיע לשווי של מעל מיליארד דולר

          עופר גרינברגר. צילום מיכה לובטון

          עופר גרינברגר מונה למנכ"ל ונשיא אפלייד מטיריאלס ישראל

          כריס ואן דאן אלזן, בכיר בתעשיית הרכב העולמית, מונה כחבר דירקטוריון. צילום ארבה

          ארבה רובוטיקס: כריס ואן דאן אלזן, בכיר בתעשיית הרכב העולמית, מונה כחבר דירקטוריון

          ירון גליצקי. צילום רון קובי

          ירון גליצקי מונה לתפקיד סגן נשיא בכיר ומנהל חטיבת ה-AI בחברת סיוה

          Trending Tags

          • מדורים
            • אוטומוטיב
            • בינה מלאכותית (AI/ML)
            • בטחון, תעופה וחלל
            • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
            • ‫יצור (‪(FABs‬‬
            • ‫צב"ד‬
            • ‫שבבים‬
            • ‫רכיבים‬ (IOT)
            • ‫תוכנות משובצות‬
            • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
            • תקשורת מהירה
            • ‫‪FPGA‬‬
            • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
          • מאמרים ומחקרים
          • צ'יפסים
          • Chiportal Index
            • Search By Category
            • Search By ABC
          No Result
          View All Result
          Chiportal
          No Result
          View All Result

          בית מדורים ‫שבבים‬ לייזר גרמניום ראשון מסוגו

          לייזר גרמניום ראשון מסוגו

          מאת ד"ר משה נחמני
          10 פברואר 2010
          in ‫שבבים‬
          germanium_laser_mit
          Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

          ממצאים חדשים של צוות מחקר מאוניברסיטת MIT מקרבים אותנו שלב נוסף לעבר פיתוח מחשבים המשתמשים באור במקום בחשמל לשם העברת מידע
          .

          לייזר גרמניום. צילום: MIT


          חוקרים מאוניברסיטת MIT הדגימו את פעילותו של הלייזר הראשון אי-פעם המורכב מהיסוד גרמניום (germanium) ואשר מסוגל לייצר אור באורכי-גל השימושיים לתקשורת אופטית. זהו הלייזר המבוסס-גרמניום הראשון אי-פעם הפועל בטמפרטורת החדר. בניגוד לחומרים אחרים השכיחים בלייזרים, את הגרמניום קל לשלב בתהליכים קיימים המייצרים שבבי צורן. כך שהתוצאה עשויה להוות צעד חשוב קדימה לעבר הפיתוח של מחשבים המעבירים מידע – ואולי אפילו מבצעים חישובים – תוך שימוש באור במקום בחשמל. אולם, השלכות יותר משמעותיות הינן העובדה כי החוקרים הראו לראשונה, בניגוד לסברה הרווחת, כי משפחת חומרים מוליכים למחצה הקרויה "indirect-band-gap" אכן יכולה לשמש בלייזרים.

          בעוד שקיבולתם של שבבי מחשב מתגברת עם הזמן, הם מחייבים גם רוחב פס (קצב הנתונים המרבי אשר ניתן להעבירו על רשת תקשורת) גדול יותר ויותר. אולם, מחברים חשמליים טיפוסיים במהרה ייהפכו לבלתי-ישימים מאחר והם יחייבו צריכת אנרגיה הרבה יותר גדולה לשם ביצוע משימותיהם. העברת מידע ע"י לייזרים – התקנים הממקדים אור לאלומה צרה ועוצמתית – תוכל להיות הרבה יותר יעילה אנרגטית, אולם תחייב דרך זולה לשילוב רכיבים אופטיים וחשמליים בתוך שבבי צורן.

          ייצור שבב צורן הינו תהליך מורכב ומדויק שבו שכבות של חומרים שונים מוטמעות ע"ג שכבת צורן, והדפוסים הרצויים נחרטים בהם בתהליכים כימיים. הוספת חומר חדש לתהליך זה הינה מורכבת: יש צורך שהחומר החדש ייקשר כימית לשכבות שמעליו ומתחתיו, והטמעתו חייבת להתבצע בטמפרטורת ובתנאים כימיים המתאימים לחומרים האחרים איתו.

          החומרים המשמשים היום בלייזרים קיימים, כגון ארסניד הגליום (gallium arsenide), כולם קשים להתאמה והטמעה בתהליכים שכאלו, אומר אחד מהחוקרים. בעקבות כך, יש להרכיב את הלייזרים בנפרד ואז לשלבם בשבבים – תהליך שהינו יקר וארוך יותר מאשר ייצורם ישירות ע"ג שכבת הצורן. מעבר לכך, החומר ארסניד הגליום עצמו הרבה יותר יקר מאשר צורן.

          מאידך, הטמעת החומר גרמניום בתהליכי-ייצור, הינה פעולה שכמעט וכל החברות הגדולות לייצור שבבים כבר החלו לבצע, מאחר ושילוב הגרמניום מגביר את מהירות פעילותם של שבבי הצורן. "אנו, והרבה אחרים, יודעים כיצד לעשות זאת כיום," מציין החוקר הראשי.

          ארסניד הגליום, צורן וגרמניום הם כולם דוגמאות למוליכים-למחצה, סוג החומרים המשמש כיום למעשה בכל רכיבי-האלקטרוניקה המתקדמים. לייזרים המורכבים ממוליכים למחצה ממירים את אנרגיית האלקטרונים – נושאי המטען – לפוטונים, חלקיקי האור. יש שני סוגים של מוליכים למחצה: בעלי מרווח פס ישיר (direct band gaps), כגון ארסניד הגליום, ובעלי מרווח פס עקיף (indirect) כגון גרמניום וצורן. מסביר אחד מהחוקרים הראשיים ב- MIT: "בקהילייה המדעית רווחה הדעה עד כה כי מוליכים למחצה בעלי מרווח פס עקיף לעולם לא יצליחו להקרין אור לייזר. "זה בדיוק מה שהמדענים מלמדים באוניברסיטאות את הסטודנטים שלהם."

          בגביש מוליך למחצה, אלקטרון מעורר – כזה שהוספה לו כמות מסוימת של אנרגיה – ישתחרר ויגיע לפס ההולכה, שם הוא יוכל לנוע בחופשיות בתוככי הגביש ללא התנגדות. למעשה, אלקטרון בפס ההולכה יכול להיות באחד משני מצבים: במצב הראשון הוא עשוי לצאת מפס ההולכה ולשחרר את האנרגיה העודפת שלו בצורת פוטון. במצבו השני הוא עשוי לשחרר את האנרגיה בצורות אחרות, כגון חום.

          בחומרים בעלי מרווח פס ישיר, המצב הראשון – שבו נפלט פוטון – הוא המצב בעל אנרגיה נמוכה יותר מאשר המצב השני; בחומרים בעלי מרווח פס עקיף, המצב הפוך. אלקטרון מעורר לרוב יימצא במצב האנרגטי הנמוך ביותר שהוא מסוגל למצוא לו. כך שבחומרים בעלי מרווח פס ישיר אלקטרונים מעוררים יהיו במצב של פליטת פוטונים, ואילו בחומרים בעלי מרווח פס עקיף לא.

          במאמרם, המתפרסם בכתב-העת המדעי Optics Letters, החוקרים מתארים כיצד הם הצליחו לגרום לאלקטרונים של גרמניום להתמקם דווקא ברמה האנרגטית הגבוהה יותר, זו שבה מתרחשת פליטת פוטונים. הגישה הראשונה שלהם, שהינה נפוצה בייצור שבבים, מכונה "אילוח" (doping) שבו מוחדרים לגביש המוליך למחצה אטומים של חומר אחר בכמויות קטנות. במקרה הזה, החוקרים החדירו אטומי זרחן, שהינם בעלי ערכיות של חמישה אלקטרונים "חיצוניים". לגרמניום עצמו יש רק ארבעה אלקטרונים חיצוניים שכאלו, ולכן הזרחן "תורם" אלקטרון נוסף למערך המשולב," מסביר החוקר הראשי. האלקטרון העודף ממלא את הרמה הנמוכה באנרגיה המצויה בפס ההולכה, ובעקבות כך האלקטרונים המעוררים נדחקים לרמה האנרגטית הגבוהה יותר, זו הפולטת בסופו של דבר פוטונים.

          על-סמך דברי החוקרים, אילוח של זרחן הינו מיטבי בריכוז של 1020 אטומים לכל סמ"ק של גרמניום. עד עתה החוקרים הצליחו להגיע לרמה של 1019 אטומי זרחן לכל סמ"ק אחד של גרמניום, "וכבר עכשיו אנו מתחילים לראות קרינת לייזר," מסביר החוקר. הגישה השנייה הייתה להפחית את הפער האנרגטי שבין שתי רמות האנרגיה של ההולכה כך שאלקטרונים מעוררים יצליחו ביתר קלות להגיע למצב הפולט פוטונים. החוקרים עשו זאת תוך שימוש בשיטה נוספת הרווחת בתעשיית השבבים: הם "מתחו" את הגרמניום – גרמו לאטומים להתרחק אחד מהשני קצת יותר, יחסית למצבם המקורי – ע"י קשירתם ישירות ע"ג שכבת צורן. אולם, צורן לא מתכווץ באותה המידה של גרמניום כאשר הטמפרטורה יורדת. האטומים של הגרמניום הקר יותר מנסים לשמר את מצבם יחסית לאטומי הצורן, כך שהם מתרחקים יותר זה מזה. שינויי הזווית והמרחק של הקשרים שבין אטומי הגרמניום משנים גם את האנרגיות הנדרשות להזזת האלקטרונים שלהם לתוך פס ההולכה. "היכולת להצמיח גרמניום ע"ג צורן הינה תגלית של קבוצת מחקר זו," מסביר החוקר, "וכן היכולת לשלוט בטיבן של שכבות גרמניום אלו."

          החוקרים מציינים כי למרות התגלית המרגשת, עדיין נדרשת הגברת היעילות האנרגטית של לייזרים מבוססי-גרמניום בכדי להפכם למקור קרינה מעשי במערכות לתקשורת אופטית.

          {loadposition content-related}
          תגיות אופטיקה
          ד"ר משה נחמני

          ד"ר משה נחמני

          נוספים מאמרים

          מנכ
          ‫שבבים‬

          אנבידיה ואינטל ישתפו פעולה בפיתוח תשתיות בינה מלאכותית ומחשוב אישי * אנבידיה תשקיע 5 מיליארד ד' באינטל

          צעדים וצעדי נגד בין ארה
          ‫שבבים‬

          סין פתחה בחקירת אפליה נגד צעדי ארה"ב בתחום השבבים

          חברי הנהלת פרוטאנטקס. צילום יחצ
          ‫שבבים‬

          פרוטאנטקס השלימה גיוס של 51 מליון דולר כולל מסמסונג וarm

          תהליך ייצור. איור: אבי בליזובסקי באמצעות IDEOGRAM.AI
          ‫שבבים‬

          חיובית לטכנולוגיות AI: ציוד ייצור השבבים בטייוואן צפוי להכפיל את עצמו ב־2025

          הפוסט הבא
          imec-ECG-necklace

          Imec ו- Holst פיתחו מעבדי אותות בעלי צריכת חשמל נמוכה

          כתיבת תגובה לבטל

          האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

          • הידיעות הנקראות ביותר
          • מאמרים פופולאריים

          הידיעות הנקראות ביותר

          • הבנק HSBC ו־IBM הדגימו לראשונה בעולם מסחר אלגוריתמי…
          • הסטארטאפ החדש של אמנון שעשוע בתחום ה־AI גייס מאות…
          • אנבידיה תשקיע עד 100 מיליארד דולר ב־OpenAI – שותפות…
          • אירופה מתעצמת מחדש: שבבים במרכז המאמץ הביטחוני
          • ‏פרוטיאן־טקס השלימה אימות סיליקון בטכנולוגיית 2…

          מאמרים פופולאריים

          • מסטארטאפ ניישן לסמיקונדקטור ניישן: כיצד הפכה ישראל…
          • ענבר דג – דג נדיר בתעשיית השבבים
          • אתגרי תכנון שבבים ב – 1.8 ננומטר
          • מקרה קלרנה : האם הרומן עם הבינה מלאכותית הסתיים בבגידה?
          • הקאמבק הגדול של השיחה הטלפונית

          השותפים שלנו

          לוגו TSMC
          לוגו TSMC

          לחצו למשרות פנויות בהייטק

          כנסים ואירועים

          כנסים ואירועים

          כנס ChipEx2025 יערך ב-13-14 במאי, 2025. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

          לחץ לפרטים

          הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

          הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


            • פרסם אצלנו
            • עיקר החדשות
            • הצטרפות לניוזלטר
            • בישראל
            • צור קשר
            • צ'יפסים
            • Chiportal Index
            • TapeOut Magazine
            • אודות
            • מאמרים ומחקרים
            • תנאי שימוש
            • כנסים
            • אוטומוטיב
            • בינה מלאכותית
            • בטחון, תעופה וחלל
            • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
            • ‫יצור (‪(FABs‬‬
            • ‫צב"ד‬
            • ‫רכיבים‬ (IOT)
            • ‫שבבים‬
            • ‫תוכנות משובצות‬
            • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
            • ‫‪FPGA‬‬
            • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

            השותפים שלנו

            כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

            דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

            No Result
            View All Result
            • עיקר החדשות
            • בישראל
            • מדורים
              • אוטומוטיב
              • בינה מלאכותית (AI/ML)
              • בטחון, תעופה וחלל
              • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
              • ‫יצור (‪(FABs‬‬
              • ‫צב"ד‬
              • ‫שבבים‬
              • ‫רכיבים‬ (IoT)
              • ‫תוכנות משובצות‬
              • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
              • ‫‪FPGA‬‬
              • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
              • תקשורת מהירה
            • מאמרים ומחקרים
            • צ'יפסים
            • כנסים
            • Chiportal Index
              • אינדקס חברות – קטגוריות
              • אינדקס חברות A-Z
            • אודות
            • הצטרפות לניוזלטר
            • TapeOut Magazine
            • צור קשר
            • ChipEx
            • סיליקון קלאב

            כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

            דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

            דילוג לתוכן
            פתח סרגל נגישות כלי נגישות

            כלי נגישות

            • הגדל טקסטהגדל טקסט
            • הקטן טקסטהקטן טקסט
            • גווני אפורגווני אפור
            • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
            • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
            • רקע בהיררקע בהיר
            • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
            • פונט קריאפונט קריא
            • איפוס איפוס