Revolúsjonêrsilisium fotodetektor(Si fotodetektor)
Revolúsjonêre fotodetektor fan folslein silisium (Si fotodetektor）, prestaasjes boppe de tradisjonele
Mei de tanimmende kompleksiteit fan keunstmjittige yntelliginsjemodellen en djippe neurale netwurken stelle kompjûterklusters hegere easken oan netwurkkommunikaasje tusken prosessors, ûnthâld en kompjûterknooppunten. Tradisjonele on-chip- en inter-chip-netwurken basearre op elektryske ferbiningen hawwe lykwols net by steat west om te foldwaan oan 'e groeiende fraach nei bânbreedte, latency en enerzjyferbrûk. Om dizze knelpunt op te lossen, wurdt optyske ynterferbiningstechnology mei syn lange oerdrachtôfstân, hege snelheid, hege enerzjy-effisjinsjefoardielen, stadichoan de hoop fan takomstige ûntwikkeling. Under harren toant silisiumfotonyske technology basearre op CMOS-proses in grut potinsjeel fanwegen syn hege yntegraasje, lege kosten en ferwurkingskrektens. De realisaasje fan hege prestaasjes fotodetektors stiet lykwols noch foar in protte útdagings. Typysk moatte fotodetektors materialen mei in smelle bandgap yntegrearje, lykas germanium (Ge), om de deteksjeprestaasjes te ferbetterjen, mar dit liedt ek ta kompleksere produksjeprosessen, hegere kosten en ûnregelmjittige opbringsten. De troch it ûndersyksteam ûntwikkele fotodetektor fan folslein silisium berikte in gegevensoerdrachtsnelheid fan 160 Gb/s per kanaal sûnder gebrûk fan germanium, mei in totale oerdrachtbânbreedte fan 1,28 Tb/s, troch in ynnovatyf ûntwerp mei dûbele mikroringresonator.
Koartlyn hat in mienskiplik ûndersyksteam yn 'e Feriene Steaten in ynnovative stúdzje publisearre, wêryn't oankundige wurdt dat se mei súkses in folslein út silisium makke lawinefotodiode ûntwikkele hawwe (APD-fotodetektor) chip. Dizze chip hat in ultrasnelle en goedkeape fotoelektryske ynterfacefunksje, dy't nei ferwachting mear as 3,2 Tb per sekonde gegevensoerdracht sil berikke yn takomstige optyske netwurken.
Technyske trochbraak: ûntwerp mei dûbele mikroringresonator
Tradisjonele fotodetektors hawwe faak ûnfersoenlike tsjinstellingen tusken bânbreedte en responsiviteit. It ûndersyksteam hat dizze tsjinstelling mei súkses fermindere troch in dûbele mikroringresonatorûntwerp te brûken en effektyf oerspraak tusken kanalen te ûnderdrukken. Eksperimintele resultaten litte sjen dat defotodetektor fan folslein silisiumhat in respons fan 0.4 A/W, in tsjustere stroom fan mar 1 nA, in hege bânbreedte fan 40 GHz, en in ekstreem lege elektryske oerspraak fan minder as −50 dB. Dizze prestaasje is te fergelykjen mei hjoeddeistige kommersjele fotodetektors basearre op silisium-germanium en III-V-materialen.
Nei de takomst sjen: It paad nei ynnovaasje yn optyske netwurken
De suksesfolle ûntwikkeling fan 'e all-silicium fotodetektor hat net allinich de tradisjonele oplossing yn technology oertroffen, mar ek in besparring fan sawat 40% yn kosten berikt, wêrtroch't de wei frijmakke is foar de realisaasje fan hege-snelheid, lege kosten optyske netwurken yn 'e takomst. De technology is folslein kompatibel mei besteande CMOS-prosessen, hat in ekstreem hege opbringst en rendemint, en wurdt ferwachte dat it yn 'e takomst in standertkomponint wurdt op it mêd fan silicium fotonika technology. Yn 'e takomst is it ûndersyksteam fan plan om it ûntwerp fierder te optimalisearjen om de absorptionssnelheid en bânbreedteprestaasjes fan 'e fotodetektor fierder te ferbetterjen troch dopingkonsintraasjes te ferminderjen en ymplantaasjebetingsten te ferbetterjen. Tagelyk sil it ûndersyk ek ûndersykje hoe't dizze all-silicium technology tapast wurde kin op optyske netwurken yn AI-klusters fan 'e folgjende generaasje om hegere bânbreedte, skalberens en enerzjy-effisjinsje te berikken.
Pleatsingstiid: 31 maart 2025