Революциячылкремний фотодетектор（Si фотодетектор）
Революциялык бардык кремнийден турган фотодетектор (Си фотодетектор）, салттуудан тышкары аткаруу
Жасалма интеллект моделдеринин жана терең нейрон тармактарынын татаалдашуусу менен эсептөө кластерлери процессорлордун, эс тутумдун жана эсептөө түйүндөрүнүн ортосундагы тармактык байланышка жогорку талаптарды коюшат. Бирок, электрдик туташууларга негизделген салттуу чиптеги жана чиптер аралык тармактар өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө, күтүү убактысына жана электр энергиясын керектөөгө өсүп жаткан суроо-талапты канааттандыра алган жок. Бул кыйынчылыкты чечүү үчүн, оптикалык байланыш технологиясы, анын узак берүү аралыкта, тез ылдамдыкта, жогорку энергия натыйжалуулугун артыкчылыктары, бара-бара келечектеги өнүгүүнүн үмүт болуп калат. Алардын арасында CMOS процессине негизделген кремний фотоникалык технологиясы жогорку интеграция, арзан баада жана иштетүү тактыгынан улам чоң мүмкүнчүлүктөрдү көрсөтөт. Бирок, жогорку натыйжалуу фотодетекторлорду ишке ашыруу дагы эле көптөгөн кыйынчылыктарга дуушар болууда. Адатта, фотодетекторлор германий (Ge) сыяктуу тар диапазону бар материалдарды бириктириши керек, бирок бул дагы татаал өндүрүш процесстерине, жогорку чыгымдарга жана түшүмдүүлүктүн бузулушуна алып келет. Изилдөөчү топ тарабынан иштелип чыккан бардык кремнийден турган фотодетектор германийди колдонбостон, ар бир каналда 160 Гб/с маалымат берүү ылдамдыгына жетишти, жалпы өткөрүү өткөрүү жөндөмдүүлүгү 1,28 Тб/сек, новатордук кош микроринг резонатордук дизайны аркылуу.
Жакында Америка Кошмо Штаттарында биргелешкен изилдөө тобу новатордук изилдөөсүн жарыялап, алар толугу менен кремнийден турган көчкү фотодиодун ийгиликтүү иштеп чыгышканын жарыялады (APD фотодетектору) чип. Бул чипте өтө жогорку ылдамдыкта жана арзан фотоэлектрдик интерфейс функциясы бар, ал келечектеги оптикалык тармактарда секундасына 3,2 Тбдан ашык маалымат берүүнү камсыз кылат.
Техникалык ачылыш: кош микроринг резонаторунун дизайны
Салттуу фотодетекторлор көбүнчө өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен жооп берүү жөндөмдүүлүгүнүн ортосунда келишпес карама-каршылыктарга ээ. Изилдөө тобу бул карама-каршылыкты кош микрордуу резонатордун дизайнын колдонуу менен ийгиликтүү жеңилдетти жана каналдардын ортосундагы кайчылаш сүйлөшүүнү натыйжалуу басышты. Эксперименталдык натыйжалар көрсөткөндөйтолугу менен кремнийден турган фотодетектор0,4 А/Вт реакциясына, 1 нАга чейин төмөн караңгы токко, 40 ГГц жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жана -50 дБден аз өтө төмөн электрдик кайчылашка ээ. Бул көрсөткүч кремний-германий жана III-V материалдарынын негизиндеги учурдагы коммерциялык фотодетекторлор менен салыштырууга болот.
Келечекке көз салуу: оптикалык тармактардагы инновацияларга жол
Бардык кремнийден турган фотодетекторду ийгиликтүү иштеп чыгуу технологиядагы салттуу чечимден ашып гана тим болбостон, келечекте жогорку ылдамдыктагы, арзан оптикалык тармактарды ишке ашырууга жол ачып, өздүк наркын 40%га жакын үнөмдөөгө жетишти. Технология учурдагы CMOS процесстери менен толук шайкеш келет, өтө жогорку түшүмдүүлүккө жана түшүмдүүлүккө ээ жана келечекте кремний фотоникасы технологиясы тармагында стандарттык компонент болуп калышы күтүлүүдө. Келечекте, изилдөө тобу допинг концентрациясын азайтуу жана имплантация шарттарын жакшыртуу аркылуу фотодетектордун жутуу ылдамдыгын жана өткөрүү жөндөмдүүлүгүн андан ары жакшыртуу үчүн дизайнды оптималдаштырууну улантууну пландаштырууда. Ошол эле учурда, изилдөө ошондой эле жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө, масштабдуулугуна жана энергиянын натыйжалуулугуна жетүү үчүн бул кремнийдик технологияны кийинки муундагы AI кластерлеринде оптикалык тармактарга кантип колдонсо болорун изилдейт.
Посттун убактысы: 31-март-2025