В Научно-техническом университете Норвегии были изготовлены стеклянные волокна с монокристаллической кремний-германиевой сердцевиной. Использовавшийся для этого технологический процесс, как утверждает главный автор статьи в Nature Communications, профессор физики Урсула Гибсон (Ursula Gibson), сможет пригодиться при разработке быстродействующих полупроводниковых устройств.

Кремний имеет более высокую точку плавления, чем германий, и затвердевает первым. На практике это означает, что при охлаждении расплавленной смеси этих веществ, вместо однородного сплава получаются беспорядочно рассеянные в стекловолокне хлопья богатого германием материала, которые мешают передаче сигналов.

Авторы, в числе которых — представители Университета Клемсона (США), Университетов Саутгемптона и Ньюкасла (Великобритания), Королевского технологического института Швеции, нашли способ преодолеть это затруднение. Они протягивали волокно через фокусируемый лазерный луч. Быстрый нагрев и столь же быстрое охлаждение позволили контролировать локальную концентрацию германия и получить однородный кристалл, идеальный для передачи оптических сигналов.

Интересную структуру ученые получили, периодически прерывая лазерный луч. В сечении ядра диаметром 150 мкм образовалась серия обогащенных германием полосок — решетка Брэгга, применяемая для детектирования и манипулирования светом.

Гибсон утверждает, что лазерное охлаждение сможет упростить внедрение тонких плёнок кремний-германиевых сплавов в интегральные транзисторные схемы.

«SiGe позволит создавать транзисторы, которые переключаются быстрее, и наши результаты могут повлиять на их производство», заявила она.