Des structures de semi-conducteurs à l'intérieur de fibres optiques

Les chercheurs ont utilisé une méthode de dépôt chimique microfluidiquemicrofluidique à haute pressionpression pour déposer du germaniumgermanium ou du siliciumsilicium sur les parois internes des MFOs. Un MFO est constitué d'un réseau de capillaires en silicatesilicate accolés les uns ou autres de manière régulière.

Leur agglomération forme une structure alvéolaire avec des pores d'environ 1µm de diamètre et une profondeur pouvant atteindre plusieurs dizaines de centimètres. Les techniques de dépôt chimique en phase gazeuse (CVD) précédemment employées étaient handicapées par des problèmes de transport de massemasse qui empêchaient le dépôt régulier du semi-conducteursemi-conducteur sur une longue distance le long de la paroi.

Les chercheurs ont contourné ces difficultés en injectant un flux haute-pression d'un gazgaz précurseur du semi-conducteur (GeH4 ou SiH4) à l'intérieur des MFOs en chauffant progressivement le matériaumatériau. Dans la chambre de réaction que constitue l'intérieur des fibres, le germanium ou le silicium nuclée et se cristallise sur la paroi.

Le dépôt s'effectue de manière régulière sur plusieurs dizaines de centimètres. Le diamètre d'un pore qui est initialement de 1µm, est réduit à quelques dizaines de nm après dépôt du 'coeur' en semi-conducteur.

Pour confirmer l'incorporation du semi-conducteur dans la fibre optique, les chercheurs ont fabriqué un transistor à effet de champ de 11mm de long et 5µm de large dans le coeur de germanium. Ils ont aussi démontré que leur procédé permettait de déposer relativement facilement des contacts métalliques.

D'autre part leurs mesures montrent que la propagation de la lumièrelumière infrarougeinfrarouge subit une atténuation de 7dB dans un coeur de silicium. Ces avancées ouvrent la voie à une optoélectroniqueoptoélectronique intégrée dans des fibres optiques. De telles fibres permettraient de s'affranchir des convertisseurs optoélectroniques, chers et limitant la bande passante, qui sont actuellement utilisés dans les réseaux de communication modernes comme Internet.

Par Rémi Delville