Rewolýusiýa kremniý fotodetektory (Si fotodetektory)

Rewolýusiýaçykremniý fotodetektory(Si fotodetektory)

Rewolýusiýaly kremniýli fotodetektor (Si fotodetektory）, däp bolandan has ýokary öndürijilik

Emeli intellekt modelleriniň we çuňňur neýron torlarynyň barha çylşyrymlylygy bilen, hasaplama klasterleri prosessorlar, ýat we hasaplama düwünleriniň arasyndaky tor aragatnaşygyna has ýokary talaplary goýýar. Şeýle-de bolsa, elektrik birikmelerine esaslanýan däp bolan çip içindäki we çipara torlar geçirijilik ukybyna, gijikdiriş we energiýa sarp edilişine bolan artýan islegi kanagatlandyryp bilmedi. Bu kynçylygy çözmek üçin, uzak geçirijilik aralygy, çalt tizligi, ýokary energiýa netijeliligi artykmaçlyklary bilen optiki baglanyşyk tehnologiýasy geljekdäki ösüşiň umydyna öwrülýär. Olaryň arasynda CMOS prosesine esaslanýan kremniý fotonik tehnologiýasy ýokary integrasiýa, arzan baha we işleme takyklygy sebäpli uly mümkinçilikleri görkezýär. Şeýle-de bolsa, ýokary öndürijilikli fotodetektorlaryň durmuşa geçirilmegi henizem köp kynçylyklara duçar bolýar. Adatça, fotodetektorlar anyklaýyş işini gowulandyrmak üçin germanium (Ge) ýaly dar zolakly materiallary birleşdirmeli, ýöne bu has çylşyrymly önümçilik proseslerine, ýokary çykdajylara we üýtgewsiz hasyllylyga getirýär. Ylmy-barlag topary tarapyndan işlenip düzülen kremniýden ýasalan fotodetektor, germanium ulanmazdan, her kanalda 160 Gb/s maglumat geçirmek tizligine, umumy geçirmek geçirijilik ukyby bolsa innowasion iki mikrohalkaly rezonator dizaýny arkaly 1,28 Tb/s boldy.

Ýakynda Birleşen Ştatlardaky bilelikdäki ylmy-barlag topary innowasion ylmy-barlag işini çap etdi we olar diňe kremniýden ýasalan uçgun fotodiodyny üstünlikli işläp düzendiklerini yglan etdiler (APD fotodetektory) çip. Bu çipde ultra ýokary tizlikli we arzan fotoelektrik interfeýs funksiýasy bar, onuň geljekde optiki ulgamlarda sekuntda 3,2 Tb-den gowrak maglumat geçirijiligini üpjün etmegine garaşylýar.

Tehniki üstünlik: iki mikrohalkaly rezonator dizaýny

Adaty fotodetektorlarda köplenç geçirijilik ukyby bilen jogap beriş ukybynyň arasynda ylalaşmaz gapma-garşylyklar bolýar. Ylmy-barlag topary iki mikrohalkaly rezonator dizaýnyny ulanmak arkaly bu gapma-garşylygy üstünlikli aradan aýyrdy we kanallaryň arasyndaky özara gepleşikleri netijeli basyp ýatyrdy. Eksperimental netijeler görkezýär,ähli kremniýli fotodetektor0,4 A/W jogaby, 1 nA çenli garaňky tok, 40 GHz ýokary geçirijilik ukyby we -50 dB-den az elektrik özara täsiri bar. Bu öndürijilik kremniý-germanium we III-V materiallaryna esaslanýan häzirki täjirçilik fotodetektorlary bilen deňeşdirip bolýar.

Geljege göz aýlamak: Optiki ulgamlarda innowasiýa ýolu

Kremniýden ybarat fotodetektoryň üstünlikli işlenip düzülmegi tehnologiýada däp bolan çözgütden öňe geçmek bilen çäklenmän, eýsem çykdajylaryň takmynan 40% tygşytlanmagyna hem mümkinçilik berdi we geljekde ýokary tizlikli, arzan optiki torlaryň amala aşyrylmagyna ýol açdy. Tehnologiýa bar bolan CMOS prosesleri bilen doly gabat gelýär, örän ýokary öndürijilige we önümçilige eýedir we geljekde kremniý fotonika tehnologiýasy ulgamynda standart bölek bolmagyna garaşylýar. Geljekde ylmy-barlag topary doping konsentrasiýalaryny azaltmak we implantasiýa şertlerini gowulandyrmak arkaly fotodetektoryň siňdiriş tizligini we geçirijilik ukybyny has-da gowulandyrmak üçin dizaýny optimizirlemegi dowam etdirmegi meýilleşdirýär. Şol bir wagtyň özünde, ylmy-barlag bu kremniýden ybarat tehnologiýanyň has ýokary geçirijilik ukybyna, ölçeklenmäge we energiýa netijeliligine ýetmek üçin indiki nesil emeli intellekt klasterlerinde optiki torlara nähili ulanylyp bilinjekdigini hem öwrener.