አብዮታዊ የሲሊኮን ፎቶዲቴክተር (ሲ ፎቶዲቴክተር)

አብዮታዊየሲሊኮን ፎቶዲቴክተር（ሲ ፎቶዲቴክተር)

አብዮታዊ ሙሉ-ሲሊከን ፎቶዲቴክተር (ሲ ፎቶዲቴክተር）፣ ከባህላዊው በላይ የሆነ አፈፃፀም

የአርቴፊሻል ኢንተለጀንስ ሞዴሎች እና ጥልቅ የነርቭ ኔትወርኮች ውስብስብነት እየጨመረ በመምጣቱ፣ የኮምፒውተር ክላስተሮች በአቀነባባሪዎች፣ በማህደረ ትውስታ እና በኮምፒውት ኖዶች መካከል ባለው የኔትወርክ ግንኙነት ላይ ከፍተኛ ፍላጎት ፈጥረዋል። ሆኖም ግን፣ በኤሌክትሪክ ግንኙነቶች ላይ የተመሰረቱ ባህላዊ በቺፕ እና በቺፕ መካከል ያሉ ኔትወርኮች እየጨመረ የመጣውን የመተላለፊያ ይዘት፣ መዘግየት እና የኃይል ፍጆታ ፍላጎት ማሟላት አልቻሉም። ይህንን ችግር ለመፍታት፣ ረጅም የማስተላለፊያ ርቀት፣ ፈጣን ፍጥነት እና ከፍተኛ የኃይል ቆጣቢነት ጥቅሞች ያሉት የኦፕቲካል ትስስር ቴክኖሎጂ ቀስ በቀስ የወደፊት ልማት ተስፋ ይሆናል። ከእነዚህም መካከል፣ በCMOS ሂደት ላይ የተመሰረተው የሲሊኮን ፎቶኒክ ቴክኖሎጂ በከፍተኛ ውህደት፣ በዝቅተኛ ወጪ እና በማቀነባበሪያ ትክክለኛነት ምክንያት ትልቅ አቅም ያሳያል። ሆኖም፣ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው የፎቶ መመርመሪያዎችን መተግበር አሁንም ብዙ ተግዳሮቶች ያጋጥሙታል። በተለምዶ፣ የፎቶ መመርመሪያዎች የመለየት አፈጻጸምን ለማሻሻል እንደ ጀርማኒየም (Ge) ካሉ ጠባብ የባንድ ክፍተት ጋር ቁሳቁሶችን ማዋሃድ አለባቸው፣ ነገር ግን ይህ ደግሞ ወደ ውስብስብ የማኑፋክቸሪንግ ሂደቶች፣ ከፍተኛ ወጪዎች እና ያልተስተካከሉ ውጤቶችን ያስከትላል። በምርምር ቡድኑ የተገነባው ሙሉ በሙሉ ሲሊከን ፎቶዲቴክተር ጀርማኒየም ሳይጠቀም በአንድ ቻናል 160 Gb/s የውሂብ ማስተላለፊያ ፍጥነት አግኝቷል፣ አጠቃላይ የማስተላለፊያ ባንድዊድዝ 1.28 Tb/s ሲሆን፣ በፈጠራ ባለሁለት ማይክሮሪንግ ሬዞናተር ዲዛይን አማካኝነት።

በቅርቡ በዩናይትድ ስቴትስ የሚገኝ የጋራ የምርምር ቡድን አንድ አዲስ ጥናት አሳትሞ ሁሉንም የሚያካትት የሲሊኮን አቫላንቼ ፎቶዲዮድ በተሳካ ሁኔታ ማዘጋጀቱን አስታውቋል (የኤፒዲ ፎቶዲተር) ቺፕ። ይህ ቺፕ እጅግ በጣም ከፍተኛ ፍጥነት ያለው እና ዝቅተኛ ዋጋ ያለው የፎቶኤሌክትሪክ በይነገጽ ተግባር ያለው ሲሆን ይህም በወደፊት የኦፕቲካል ኔትወርኮች ውስጥ በሰከንድ ከ 3.2 Tb በላይ የውሂብ ዝውውር እንደሚያገኝ ይጠበቃል።

የቴክኒክ ግኝት፡ ድርብ ማይክሮሪንግ ሬዞናተር ዲዛይን

ባህላዊ የፎቶ መመርመሪያዎች ብዙውን ጊዜ በመተላለፊያ ይዘት እና ምላሽ ሰጪነት መካከል የማይጣጣሙ ተቃርኖዎች አሏቸው። የምርምር ቡድኑ ይህንን ተቃርኖ በተሳካ ሁኔታ በማቃለል በድርብ ማይክሮሪንግ ሬዞናተር ዲዛይን በመጠቀም እና በቻናሎች መካከል ያለውን የመስቀለኛ መንገድ ንግግር በብቃት አግዷል። የሙከራ ውጤቶች እንደሚያሳዩትሁሉን-ሲሊከን ፎቶዲቴክተርየ0.4 A/W ምላሽ፣ እስከ 1 nA ዝቅተኛ የሆነ ጥቁር ጅረት፣ ከፍተኛ የ40 GHz ባንድዊድዝ እና ከ−50 dB በታች እጅግ በጣም ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ ክሮስቶክ አለው። ይህ አፈጻጸም በሲሊኮን-ጀርማኒየም እና III-V ቁሳቁሶች ላይ ከተመሠረቱ አሁን ካሉ የንግድ ፎቶዲቴክተሮች ጋር ሊወዳደር ይችላል።

የወደፊቱን መመልከት፡ በኦፕቲካል ኔትወርኮች ውስጥ ወደ ፈጠራ የሚወስደው መንገድ

የሲሊኮን ፎቶዲቴክተር ስኬታማ እድገት በቴክኖሎጂ ውስጥ ከባህላዊው መፍትሄ በልጦ ከመቅረቡም በላይ በዋጋ 40% የሚጠጋ ቁጠባ አስመዝግቧል፣ ይህም ወደፊት ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው እና ዝቅተኛ ዋጋ ያላቸው የኦፕቲካል ኔትወርኮችን እውን ለማድረግ መንገድ ይጠርጋል። ቴክኖሎጂው ከነባር የCMOS ሂደቶች ጋር ሙሉ በሙሉ ተኳሃኝ ነው፣ እጅግ በጣም ከፍተኛ ምርት እና ምርት አለው፣ እና ወደፊት በሲሊኮን ፎቶኒክስ ቴክኖሎጂ መስክ መደበኛ አካል እንደሚሆን ይጠበቃል። ወደፊት የምርምር ቡድኑ የዶፒንግ ክምችትን በመቀነስ እና የተተከሉ ሁኔታዎችን በማሻሻል የፎቶዲቴክተሩን የመምጠጥ ፍጥነት እና የመተላለፊያ ይዘት አፈፃፀም የበለጠ ለማሻሻል ዲዛይኑን ማሻሻል ለመቀጠል አቅዷል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ጥናቱ ይህ ሁሉ-ሲሊከን ቴክኖሎጂ በሚቀጥለው ትውልድ AI ክላስተር ውስጥ ባሉ የኦፕቲካል ኔትወርኮች ላይ እንዴት ሊተገበር እንደሚችል ይመረምራል።