Rogbodiyanohun alumọni photodetector(Si photodetector)
Aworan olutayo ohun gbogbo-ohun alumọni (Si fotodetector）, iṣẹ ṣiṣe kọja aṣa
Pẹlu idiju ti o pọ si ti awọn awoṣe oye atọwọda ati awọn nẹtiwọọki nkankikan ti o jinlẹ, awọn iṣupọ iširo fi awọn ibeere ti o ga julọ si ibaraẹnisọrọ nẹtiwọọki laarin awọn ilana, iranti ati awọn apa iṣiro. Bibẹẹkọ, ori-chip ti aṣa ati awọn nẹtiwọọki inter-chip ti o da lori awọn asopọ itanna ko lagbara lati pade ibeere ti ndagba fun bandiwidi, lairi ati agbara agbara. Lati le yanju igo igo yii, imọ-ẹrọ interconnection opiti pẹlu ijinna gbigbe gigun rẹ, iyara iyara, awọn anfani ṣiṣe agbara giga, diėdiė di ireti idagbasoke iwaju. Lara wọn, imọ-ẹrọ photonic silikoni ti o da lori ilana CMOS ṣe afihan agbara nla nitori isọpọ giga rẹ, idiyele kekere ati deede processing. Sibẹsibẹ, riri ti awọn fọtodetector iṣẹ-giga tun koju ọpọlọpọ awọn italaya. Ni deede, awọn olutọpa fọto nilo lati ṣepọ awọn ohun elo pẹlu aafo ẹgbẹ dín, gẹgẹbi germanium (Ge), lati mu ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe wa, ṣugbọn eyi tun yori si awọn ilana iṣelọpọ eka diẹ sii, awọn idiyele ti o ga, ati awọn ikore aiṣedeede. Ohun gbogbo-silicon photodetector ti o ni idagbasoke nipasẹ ẹgbẹ iwadii ṣe aṣeyọri iyara gbigbe data ti 160 Gb / s fun ikanni kan laisi lilo germanium, pẹlu bandiwidi gbigbe lapapọ ti 1.28 Tb / s, nipasẹ imudara meji-microring resonator design.
Laipẹ, ẹgbẹ iwadii apapọ kan ni Ilu Amẹrika ti ṣe atẹjade iwadii imotuntun kan, ti n kede pe wọn ti ṣaṣeyọri ni idagbasoke gbogbo-silicon avalanche photodiode (APD photodetector) ërún. Chirún yii ni iyara giga-giga ati iṣẹ wiwo fọtoelectric iye owo kekere, eyiti o nireti lati ṣaṣeyọri diẹ sii ju 3.2 Tb fun gbigbe data keji ni awọn nẹtiwọọki opitika iwaju.
Imọ awaridii: ė microring resonator design
Awọn aṣawari fọto ti aṣa nigbagbogbo ni awọn itakora ti ko ṣe atunṣe laarin bandiwidi ati idahun. Ẹgbẹ iwadii naa ṣaṣeyọri iyọkuro ilodi yii nipa lilo apẹrẹ resonator-meji microring ati imunadoko ọrọ-agbelebu laarin awọn ikanni. Esiperimenta esi fihan wipe awọngbogbo ohun alumọni photodetectorni idahun ti 0.4 A/W, lọwọlọwọ dudu bi kekere bi 1 nA, bandiwidi giga ti 40 GHz, ati agbelebu itanna kekere ti o kere ju -50 dB. Išẹ yii jẹ afiwera si awọn olutọpa fọto ti owo lọwọlọwọ ti o da lori silikoni-germanium ati awọn ohun elo III-V.
Wiwa si ọjọ iwaju: Ọna si isọdọtun ni awọn nẹtiwọọki opitika
Idagbasoke aṣeyọri ti gbogbo ohun-ini photodetector ko kọja ojutu ibile nikan ni imọ-ẹrọ, ṣugbọn o tun ṣaṣeyọri awọn ifowopamọ ti o to 40% ni idiyele, fifin ọna fun riri ti iyara giga, awọn nẹtiwọọki opitika iye owo kekere ni ọjọ iwaju. Imọ-ẹrọ naa ni ibamu ni kikun pẹlu awọn ilana CMOS ti o wa tẹlẹ, ni ikore pupọ ati ikore, ati pe a nireti lati di paati boṣewa ni aaye ti imọ-ẹrọ silikoni photonics ni ọjọ iwaju. Ni ọjọ iwaju, ẹgbẹ iwadi naa ngbero lati tẹsiwaju lati mu apẹrẹ naa pọ si lati mu ilọsiwaju iwọn gbigba ati iṣẹ bandiwidi ti photodetector nipa idinku awọn ifọkansi doping ati imudarasi awọn ipo imudara. Ni akoko kanna, iwadi naa yoo tun ṣawari bi o ṣe le lo gbogbo imọ-ẹrọ ohun alumọni si awọn nẹtiwọọki opiti ni awọn iṣupọ AI ti o tẹle lati ṣaṣeyọri bandiwidi giga, scalability ati ṣiṣe agbara.
Akoko ifiweranṣẹ: Mar-31-2025