Революциялыккремний фотодетектору(Si фотодетектору)
Революциялык толугу менен кремнийден жасалган фотодетектор (Si фотодетектору）, салттуудан тышкары натыйжалуулук
Жасалма интеллект моделдеринин жана терең нейрон тармактарынын татаалдашуусу менен эсептөө кластерлери процессорлордун, эс тутумдун жана эсептөө түйүндөрүнүн ортосундагы тармактык байланышка жогорку талаптарды коёт. Бирок, электрдик байланыштарга негизделген салттуу чип ичиндеги жана чиптер аралык тармактар өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө, кечигүүгө жана энергия керектөөгө болгон өсүп жаткан суроо-талапты канааттандыра алган жок. Бул тоскоолдукту чечүү үчүн, узак берүү аралыгы, тез ылдамдыгы, жогорку энергияны үнөмдөө артыкчылыктары менен оптикалык байланыш технологиясы бара-бара келечектеги өнүгүүнүн үмүтүнө айланат. Алардын арасында CMOS процессине негизделген кремний фотондук технологиясы жогорку интеграциясы, арзандыгы жана иштетүүнүн тактыгынан улам чоң потенциалды көрсөтөт. Бирок, жогорку өндүрүмдүү фотодетекторлорду ишке ашыруу дагы эле көптөгөн кыйынчылыктарга туш болууда. Адатта, фотодетекторлор аныктоонун натыйжалуулугун жакшыртуу үчүн германий (Ge) сыяктуу тар тилкелүү материалдарды интеграциялашы керек, бирок бул ошондой эле татаалыраак өндүрүш процесстерине, жогорку чыгымдарга жана туруксуз түшүмдүүлүккө алып келет. Изилдөө тобу тарабынан иштелип чыккан толугу менен кремнийден жасалган фотодетектор германийди колдонбостон, ар бир каналда 160 Гбит/с маалыматтарды берүү ылдамдыгына жетишти, ал эми жалпы өткөрүү жөндөмдүүлүгү 1,28 Тбит/с түздү, бул инновациялык кош микрошакекчелүү резонатордун дизайны аркылуу ишке ашырылды.
Жакында эле Америка Кошмо Штаттарындагы биргелешкен изилдөө тобу инновациялык изилдөө жарыялап, толугу менен кремнийден жасалган көчкү фотодиодун ийгиликтүү иштеп чыкканын жарыялашты (APD фотодетектору) чип. Бул чип өтө жогорку ылдамдыктагы жана арзан фотоэлектрдик интерфейс функциясына ээ, ал келечектеги оптикалык тармактарда секундасына 3,2 Тбден ашык маалыматтарды өткөрүп берүүгө жетишет деп күтүлүүдө.
Техникалык ачылыш: кош микрошакекчелүү резонатордун дизайны
Салттуу фотодетекторлордо көп учурда өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен жооп кайтаруу жөндөмдүүлүгүнүн ортосунда келишпес карама-каршылыктар болот. Изилдөө тобу кош микрошакекчелүү резонатордун дизайнын колдонуу менен бул карама-каршылыкты ийгиликтүү түрдө жоюп, каналдардын ортосундагы кайчылаш сүйлөшүүлөрдү натыйжалуу түрдө баскан. Эксперименталдык жыйынтыктар көрсөткөндөй,толугу менен кремнийден жасалган фотодетектор0,4 А/Вт жооп кайтарууга, 1 нАга чейинки караңгы токко, 40 ГГц жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жана -50 дБден аз өтө төмөн электрдик өз ара аракеттенүүгө ээ. Бул көрсөткүч кремний-германий жана III-V материалдарына негизделген учурдагы коммерциялык фотодетекторлорго салыштырмалуу.
Келечекке көз чаптыруу: Оптикалык тармактардагы инновацияга жол
Толугу менен кремнийден турган фотодетектордун ийгиликтүү иштелип чыгышы технологиядагы салттуу чечимден ашып түшүп гана тим болбостон, болжол менен 40% үнөмдөөгө жетишип, келечекте жогорку ылдамдыктагы, арзан оптикалык тармактарды ишке ашырууга жол ачты. Технология учурдагы CMOS процесстери менен толук шайкеш келет, өтө жогорку түшүмдүүлүккө жана түшүмдүүлүккө ээ жана келечекте кремний фотоника технологиясы тармагында стандарттуу компонент болуп калат деп күтүлүүдө. Келечекте изилдөө тобу допинг концентрациясын азайтуу жана имплантация шарттарын жакшыртуу аркылуу фотодетектордун сиңирүү ылдамдыгын жана өткөрүү жөндөмдүүлүгүн андан ары жакшыртуу үчүн дизайнды оптималдаштырууну улантууну пландаштырууда. Ошол эле учурда, изилдөөдө бул толугу менен кремнийден турган технологияны кийинки муундагы жасалма интеллект кластерлериндеги оптикалык тармактарга жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө, масштабдуулугуна жана энергиянын натыйжалуулугуна жетүү үчүн кантип колдонсо болорун да изилдейт.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 31-марты