አብዮታዊየሲሊኮን ፎቶ ጠቋሚ(Si photodetector)
አብዮታዊ ሙሉ-ሲሊኮን ፎቶ ዳሳሽ (የፎቶ ዳሳሽ）፣ ከባህላዊው በላይ አፈጻጸም
የአርቴፊሻል ኢንተለጀንስ ሞዴሎች እና ጥልቅ የነርቭ ኔትወርኮች ውስብስብነት እየጨመረ በመምጣቱ የኮምፒዩተር ስብስቦች በአቀነባባሪዎች፣ በማህደረ ትውስታ እና በስሌት ኖዶች መካከል የአውታረ መረብ ግንኙነት ላይ ከፍተኛ ፍላጎት አላቸው። ነገር ግን በኤሌክትሪክ ግንኙነት ላይ የተመሰረቱ ባህላዊ የኦን-ቺፕ እና ኢንተር-ቺፕ ኔትወርኮች እያደገ የመጣውን የመተላለፊያ ይዘት፣ የቆይታ እና የሃይል ፍጆታ ፍላጎት ማሟላት አልቻሉም። ይህንን ማነቆ ለመቅረፍ የጨረር ትስስር ቴክኖሎጂ በረዥም የማስተላለፊያ ርቀቱ፣ፈጣኑ ፍጥነት፣ከፍተኛ የሃይል ቅልጥፍና ያለው ጠቀሜታ ቀስ በቀስ የወደፊት የእድገት ተስፋ ይሆናል። ከነሱ መካከል, በ CMOS ሂደት ላይ የተመሰረተ የሲሊኮን ፎቶኒክ ቴክኖሎጂ ከፍተኛ ውህደት, አነስተኛ ዋጋ እና የማቀነባበሪያ ትክክለኛነት በመኖሩ ምክንያት ከፍተኛ አቅም ያሳያል. ይሁን እንጂ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸውን የፎቶ ዳሳሾች መገንዘባቸው አሁንም ብዙ ችግሮች ያጋጥሙታል። በተለምዶ የፎቶ ዳይሬክተሮች የመለየት አፈፃፀምን ለማሻሻል እንደ ጀርማኒየም (ጂ) ካሉ ጠባብ ባንድ ክፍተት ጋር ቁሳቁሶችን ማዋሃድ ያስፈልጋቸዋል, ነገር ግን ይህ ወደ ውስብስብ የማምረቻ ሂደቶች, ከፍተኛ ወጪ እና የተዛባ ምርትን ያመጣል. በተመራማሪው ቡድን የተገነባው ሙሉ ሲሊከን ፎቶ ዳታክተር ጀርመኒየም ሳይጠቀም በአንድ ሰርጥ 160 Gb/s የውሂብ ማስተላለፊያ ፍጥነት በድምሩ 1.28 Tb/s የሆነ የመተላለፊያ ይዘት ያለው በፈጠራ ባለሁለት ማይክሮሪንግ ሬዞናተር ዲዛይን ነው።
በቅርቡ በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኝ አንድ የጋራ የምርምር ቡድን ሁሉንም የሲሊኮን አቫላንሽ ፎቶዲዮዲዮድ በተሳካ ሁኔታ ማዘጋጀቱን አስታወቀ አዲስ ጥናት አሳተመ።APD የፎቶ ዳሳሽ) ቺፕ. ይህ ቺፕ እጅግ በጣም ከፍተኛ ፍጥነት ያለው እና አነስተኛ ዋጋ ያለው የፎቶ ኤሌክትሪክ በይነገጽ ተግባር ያለው ሲሆን ይህም በወደፊቱ የኦፕቲካል ኔትወርኮች ውስጥ በሴኮንድ ከ 3.2 Tb በላይ የውሂብ ማስተላለፍ ይጠበቃል.
የቴክኒክ ግኝት፡ ድርብ ማይክሮሪንግ ሬዞናተር ንድፍ
ባህላዊ የፎቶ ዳሳሾች ብዙ ጊዜ በመተላለፊያ ይዘት እና ምላሽ ሰጪነት መካከል የማይታረቁ ቅራኔዎች አሏቸው። የምርምር ቡድኑ ባለ ሁለት-ማይክሮሪንግ ሬዞናተር ዲዛይን በመጠቀም እና በሰርጦች መካከል የሚደረገውን የመስቀል ንግግር በውጤታማነት በማፈን ይህንን ቅራኔን በተሳካ ሁኔታ አቃልሏል። የሙከራ ውጤቶች እንደሚያሳዩት እ.ኤ.አሁሉም-ሲሊኮን ፎቶ ጠቋሚየ 0.4 A/W ምላሽ አለው፣ እስከ 1 nA ድረስ ያለው የጨለማ ጅረት፣ ከፍተኛ 40 GHz የመተላለፊያ ይዘት ያለው እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ መስቀለኛ መንገድ ከ -50 ዲቢቢ ያነሰ። ይህ አፈፃፀም በሲሊኮን-ጀርመኒየም እና በ III-V ቁሶች ላይ ከተመሠረቱ የአሁን የንግድ ፎቶ ጠቋሚዎች ጋር ተመጣጣኝ ነው.
የወደፊቱን በመመልከት፡ በኦፕቲካል ኔትወርኮች ውስጥ የፈጠራ ስራ መንገድ
የሁሉም ሲሊኮን ፎቶዲተክተር ስኬታማ ልማት በቴክኖሎጂ ውስጥ ከባህላዊው መፍትሄ በላይ ብቻ ሳይሆን 40% ገደማ ወጪን ቁጠባ በማሳየት ለወደፊቱ ከፍተኛ ፍጥነት እና ዝቅተኛ ዋጋ ያለው የኦፕቲካል ኔትወርኮች እውን ለማድረግ መንገድ ጠርጓል። ቴክኖሎጂው ከነባር የCMOS ሂደቶች ጋር ሙሉ በሙሉ የሚጣጣም ነው፣እጅግ ከፍተኛ ምርት እና ምርት ያለው እና ወደፊት በሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ መስክ መደበኛ አካል ይሆናል ተብሎ ይጠበቃል። ወደፊት የምርምር ቡድኑ የዶፒንግ ውህዶችን በመቀነስ እና የመትከል ሁኔታዎችን በማሻሻል የፎቶዲቴክተሩን የመምጠጥ መጠን እና የመተላለፊያ ይዘት የበለጠ ለማሻሻል ንድፉን ማሳደግ ለመቀጠል አቅዷል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ጥናቱ ከፍተኛ የመተላለፊያ ይዘት፣ የመጠን አቅም እና የኢነርጂ ውጤታማነትን ለማግኘት በሚቀጥለው ትውልድ AI ክላስተር ውስጥ ይህ ሁሉ-ሲሊኮን ቴክኖሎጂ እንዴት በኦፕቲካል ኔትወርኮች ላይ እንደሚተገበር ይዳስሳል።
የልጥፍ ጊዜ: ማርች-31-2025