MUltifunctional SIliCon Integrated NOEMS for broadband Access Networks – MUSICIAN

L'approche de MUSICIAN combine la recherche fondamentale et mesures au niveau du système (5G), en ayant recours à la conception numériques et la nanofabrication en silicium :
- Théorie et simulations : nous aborderons principalement deux questions : guider les SAW générés vers la cavité et les transformer en ondes volumétriques en utilisant des métamatériaux et en étudiant les fluctuations de fréquence des nanomatériaux nc-Si. L'étude des fluctuations de fréquence des nanofaisceaux de nc-Si. L'étude des fluctuations en fréquence utilisera des simulations de données spectroscopiques et d'images 2D en se concentrant sur l'impact de la diffusion phonon-phonon dans les largeurs de raies spectrales et le rapport S/B, et sur les défauts de surface, tels que la rugosité statistique et les défauts de surface déterministes. Les mesures de durée de vie des phonons seront utilisées comme comparaison pour extraire les taux de décroissance et les paramètres de diffusion phonon-phonon d'un mode. La cavité OM supportera des modes mécaniques confinés dans la gamme de 3 à 7 GHz et de haut facteur de qualité optique, et nous optimiserons le couplage de puissance entre la cavité et le guide d'ondes d'accès.
-Fabrication : nous déploierons et ferons progresser la fabrication de plusieurs éléments intégrés tels que les SAW, les BAW, les AMS, les nanofaisceaux OM et les ports E/S. Nous définirons les motifs OM dans les films nc-Si à l'aide de la lithographie par faisceau d'électrons. Les microscopies SEM et AFM seront utilisées pour caractériser les échantillons fabriqués avant caractérisation en laboratoire.
-Bancs d'essai multifonctionnels pour la validation NOEMS : nous effectuerons la caractérisation NOEMS pour tester l'efficacité du couplage EM réalisé par les métalentilles ainsi que les fluctuations de fréquence des résonateurs opto-mécaniques pilotés électriquement et/ou optiquement dans le régime de faible amplitude de pilotage. La caractérisation OM du nanofaisceau agissant en tant qu'oscillateur local sera réalisée dans le régime de lasing de phonons. Nous préparerons également un montage avec des interfaces électriques et optiques pour caractériser les fonctionnalités du dispositif dans le cadre d'un réseau sans fil, en particulier la modulation électro-optique et la conversion de fréquence des signaux OFDM conformes à la norme 5G. À cette fin, nous utiliserons des instruments de laboratoire spécifiques pour générer et détecter le trafic de données 5G, ainsi que des dispositifs électroniques et optiques additionnels à l'échelle du laboratoire.

- Miniaturiser les NOEMS à l'aide de cristaux optomécaniques ayant des dimensions à l'échelle de la longueur d'onde pour les ondes lumineuses et sonores et les intégrer aux circuits électromagnétiques sur un seul dispositif.
- En utilisant différents modes mécaniques du nanoguide en nc-Si et des capacités de transfert d'informations multiples (électrons, phonons et phonons), MUSICIAN s'intéressera au fonctionnement multimode.
- L'efficacité de la conversion de l'énergie électromécanique sera améliorée au-delà de 10 % en utilisant des métasurfaces acoustiques adaptées.
- Nous modéliserons des résonateurs mécaniques à l'échelle nanométrique pour mieux comprendre les limites fondamentales des fluctuations de fréquence.
- MUSICIAN développera plusieurs bancs d'essai, en particulier une configuration de laboratoire pour valider NOEMS dans un contexte de réseau 5G, atteignant ainsi le TRL4.
- MUSICIAN utilisera des technologies de fabrication avancées tout en conservant la capacité CMOS pour assurer le transfert vers un marché nécessitant des millions de composants à faible coût.

La vision à long terme de MUSICIAN est que les réseaux d'accès de prochaine génération, nécessaires à la mise en œuvre du paradigme de l'IdO, peuvent inclure des NOEMS en silicium à faible coût - interfacés avec la fibre optique et l'électronique à micro-ondes - pour réaliser des fonctionnalités de réseau telles que les oscillateurs locaux photoniques, la conversion de fréquence ou la modulation électro-optique. MUSICIAN démontrera que la technologie NOEMS peut être perturbatrice dans la 5G ainsi que dans les réseaux d'accès de prochaine génération requis par l'IdO.

Les résultats seront publiés dans des revues scienticiques à comité de lectures visant la communauté des dispotififs NOEMS, photoniques et phononiques. Des brevets seront envisagés en fonction de l'avancée du projet.