Revolucionarfotodetektor silikoni(Fotodetektor Si)
Fotodetektor revolucionar tërësisht prej silikoniFotodetektor Si), performancë përtej asaj tradicionale
Me kompleksitetin në rritje të modeleve të inteligjencës artificiale dhe rrjeteve të thella nervore, grupet kompjuterike vendosin kërkesa më të larta në komunikimin e rrjetit midis procesorëve, memories dhe nyjeve kompjuterike. Megjithatë, rrjetet tradicionale në çip dhe ndërçip të bazuara në lidhje elektrike nuk kanë qenë në gjendje të përmbushin kërkesën në rritje për gjerësi bande, vonesë dhe konsum të energjisë. Për të zgjidhur këtë pengesë, teknologjia e ndërlidhjes optike me distancën e saj të gjatë të transmetimit, shpejtësinë e lartë, avantazhet e efikasitetit të lartë të energjisë, gradualisht bëhet shpresa e zhvillimit të ardhshëm. Midis tyre, teknologjia fotonike e silikonit e bazuar në procesin CMOS tregon potencial të madh për shkak të integrimit të saj të lartë, kostos së ulët dhe saktësisë së përpunimit. Megjithatë, realizimi i fotodetektorëve me performancë të lartë ende përballet me shumë sfida. Në mënyrë tipike, fotodetektorët duhet të integrojnë materiale me një hendek të ngushtë brezash, siç është germaniumi (Ge), për të përmirësuar performancën e zbulimit, por kjo gjithashtu çon në procese më komplekse prodhimi, kosto më të larta dhe rendimente të çrregullta. Fotodetektori tërësisht prej silikoni i zhvilluar nga ekipi i kërkimit arriti një shpejtësi transmetimi të të dhënave prej 160 Gb/s për kanal pa përdorimin e germaniumit, me një gjerësi bande totale transmetimi prej 1.28 Tb/s, përmes një dizajni inovativ të rezonatorit me mikrounaza të dyfishta.
Kohët e fundit, një ekip i përbashkët kërkimor në Shtetet e Bashkuara ka publikuar një studim inovativ, duke njoftuar se kanë zhvilluar me sukses një fotodiodë për ortekët e bërë tërësisht nga silikoni (Fotodetektor APD) çip. Ky çip ka funksion ndërfaqeje fotoelektrike me shpejtësi ultra të lartë dhe kosto të ulët, i cili pritet të arrijë më shumë se 3.2 Tb për sekondë transferim të dhënash në rrjetet optike të së ardhmes.
Përparim teknik: dizajn rezonatori me mikrounaza të dyfishta
Fotodetektorët tradicionalë shpesh kanë kontradikta të papajtueshme midis gjerësisë së brezit dhe reagimit. Ekipi i kërkimit e zbuti me sukses këtë kontradiktë duke përdorur një dizajn rezonatori me mikrounaza të dyfishta dhe shtypi në mënyrë efektive komunikimin e kryqëzuar midis kanaleve. Rezultatet eksperimentale tregojnë sefotodetektor i bërë tërësisht nga silikonika një përgjigje prej 0.4 A/W, një rrymë të errët deri në 1 nA, një gjerësi të lartë brezi prej 40 GHz dhe një kryqëzim elektrik jashtëzakonisht të ulët prej më pak se −50 dB. Kjo performancë është e krahasueshme me fotodetektorët aktualë komercialë të bazuar në silic-germanium dhe materiale III-V.
Duke parë drejt së ardhmes: Rruga drejt inovacionit në rrjetet optike
Zhvillimi i suksesshëm i fotodetektorit tërësisht prej silikoni jo vetëm që tejkaloi zgjidhjen tradicionale në teknologji, por gjithashtu arriti një kursim prej rreth 40% në kosto, duke hapur rrugën për realizimin e rrjeteve optike me shpejtësi të lartë dhe kosto të ulët në të ardhmen. Teknologjia është plotësisht e pajtueshme me proceset ekzistuese CMOS, ka rendiment dhe rendiment jashtëzakonisht të lartë, dhe pritet të bëhet një komponent standard në fushën e teknologjisë së fotonikës së silikonit në të ardhmen. Në të ardhmen, ekipi i kërkimit planifikon të vazhdojë të optimizojë dizajnin për të përmirësuar më tej shkallën e absorbimit dhe performancën e gjerësisë së brezit të fotodetektorit duke ulur përqendrimet e dopingut dhe duke përmirësuar kushtet e implantimit. Në të njëjtën kohë, kërkimi do të eksplorojë gjithashtu se si kjo teknologji tërësisht prej silikoni mund të aplikohet në rrjetet optike në grupet e inteligjencës artificiale të gjeneratës së ardhshme për të arritur gjerësi brezi, shkallëzueshmëri dhe efikasitet energjie më të lartë.
Koha e postimit: 31 Mars 2025