Инқилобӣфотодетектори силикон(Фотодетектори Si)
Фотодетектори инқилобии ҳама-силикон (Фотодетектори Si), иҷрои берун аз анъанавӣ
Бо мураккабии афзояндаи моделҳои зеҳни сунъӣ ва шабакаҳои нейронии амиқ, кластерҳои ҳисоббарорӣ ба муоширати шабакавӣ байни протсессорҳо, хотира ва гиреҳҳои ҳисоббарорӣ талаботи бештар мегузоранд. Аммо, шабакаҳои анъанавии дохили чип ва байни чипӣ, ки бар асоси пайвастҳои барқӣ сохта шудаанд, натавонистанд талаботи афзояндаро барои паҳнои банд, таъхир ва истеъмоли нерӯи барқ қонеъ кунанд. Барои ҳалли ин монеа, технологияи пайвасти оптикӣ бо масофаи тӯлонии интиқол, суръати баланд, бартариҳои баланди самаранокии энергия, тадриҷан ба умеди рушди оянда табдил меёбад. Дар байни онҳо, технологияи фотонии кремний, ки бар асоси раванди CMOS асос ёфтааст, аз сабаби ҳамгироии баланд, арзиши паст ва дақиқии коркарди он потенсиали бузургеро нишон медиҳад. Бо вуҷуди ин, татбиқи фотодетекторҳои баландсифат то ҳол бо мушкилоти зиёде рӯбарӯ аст. Одатан, фотодетекторҳо бояд маводҳоеро бо фосилаи танг, ба монанди германий (Ge), барои беҳтар кардани самаранокии ошкоркунӣ муттаҳид кунанд, аммо ин инчунин ба равандҳои мураккабтари истеҳсолӣ, хароҷоти баландтар ва ҳосили номунтазам оварда мерасонад. Фотодетектори пурра аз кремний сохташуда, ки аз ҷониби гурӯҳи тадқиқотӣ таҳия шудааст, тавассути тарҳи инноватсионии резонатори дуҳалқавии микроҳалқавӣ суръати интиқоли маълумотро бе истифодаи германий ба 160 Гбит/с дар як канал ва паҳнои умумии интиқоли он ба 1,28 Тбит/с ноил гардид.
Ба наздикӣ, як гурӯҳи муштараки тадқиқотӣ дар Иёлоти Муттаҳида як таҳқиқоти инноватсиониро нашр кард, ки дар он эълон шуд, ки онҳо бомуваффақият фотодиоди тармафароии пурра аз кремний сохтаанд (Фотодетектори APD) чип. Ин чип дорои функсияи интерфейси фотоэлектрикии суръати ултра баланд ва арзон мебошад, ки интизор меравад, ки дар шабакаҳои оптикии оянда интиқоли маълумотро беш аз 3,2 Тб дар як сония ба даст орад.
Пешрафти техникӣ: тарҳи резонатори дукаратаи микроҳалқа
Фотодетекторҳои анъанавӣ аксар вақт байни паҳнои банд ва вокуниш мухолифатҳои номувофиқ доранд. Гурӯҳи тадқиқотӣ ин зиддиятро бо истифода аз тарҳи резонатори дуҳалқаи микроҳалқа бомуваффақият бартараф карданд ва гуфтугӯҳои байни каналҳоро самаранок пахш карданд. Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, кифотодетектори пурра аз силикондорои посухи 0.4 A/W, ҷараёни торик то 1 nA, паҳнои баланди банд 40 ГГц ва таъсири мутақобилаи барқии хеле пасти камтар аз -50 дБ мебошад. Ин самаранокӣ бо фотодетекторҳои тиҷоратии кунунӣ, ки дар асоси маводҳои кремний-германий ва III-V сохта шудаанд, қобили муқоиса аст.
Нигоҳе ба оянда: Роҳ ба сӯи навоварӣ дар шабакаҳои оптикӣ
Таҳияи бомуваффақияти фотодетектори пурра аз кремний на танҳо аз ҳалли анъанавии технология пеш гузашт, балки тақрибан 40% сарфаи хароҷотро низ ба даст овард ва роҳро барои амалӣ кардани шабакаҳои оптикии баландсуръат ва арзон дар оянда ҳамвор кард. Ин технология бо равандҳои мавҷудаи CMOS пурра мувофиқ аст, ҳосилнокӣ ва ҳосилнокии хеле баланд дорад ва интизор меравад, ки дар оянда ба як ҷузъи стандартӣ дар соҳаи технологияи фотоникаи кремний табдил ёбад. Дар оянда, гурӯҳи тадқиқотӣ нақша дорад, ки тарҳро барои беҳтар кардани суръати ҷаббида ва кори паҳнои бандҳои фотодетектор тавассути кам кардани консентратсияи допинг ва беҳтар кардани шароити имплантатсия идома диҳад. Дар айни замон, таҳқиқот инчунин меомӯзад, ки чӣ гуна ин технологияи пурра аз кремний метавонад ба шабакаҳои оптикӣ дар кластерҳои насли ояндаи зеҳни сунъӣ барои ба даст овардани паҳнои банд, миқёспазирӣ ва самаранокии энергетикӣ татбиқ карда шавад.
Вақти нашр: 31 марти соли 2025