révolusionér silikon photodetector (Si photodetector)

Revolusionerpotodetektor silikon(Si photodetector)

Revolusioner sadaya-silikon photodetector（Ieu photodetector), kinerja saluareun tradisional

Kalayan ningkatna pajeulitna modél intelijen buatan sareng jaringan saraf jero, klaster komputasi nempatkeun tungtutan anu langkung luhur dina komunikasi jaringan antara prosesor, mémori sareng titik komputasi. Nanging, jaringan on-chip sareng antar-chip tradisional dumasar kana sambungan listrik henteu tiasa nyumponan paménta bandwidth, latency sareng konsumsi listrik. Dina raraga ngajawab bottleneck ieu, téhnologi interkonéksi optik kalayan jarak transmisi na panjang, speed gancang, kaunggulan efisiensi énergi tinggi, laun jadi harepan pikeun ngembangkeun hareup. Diantarana, téknologi fotonik silikon dumasar kana prosés CMOS nunjukkeun poténsi anu ageung kusabab integrasi anu luhur, béaya rendah sareng akurasi pamrosésan. Tapi, realisasi tina photodetectors-kinerja tinggi masih nyanghareupan loba tantangan. Ilaharna, photodetectors kedah ngahijikeun bahan sareng gap pita sempit, kayaning germanium (Ge), pikeun ngaronjatkeun kinerja deteksi, tapi ieu ogé ngabalukarkeun prosés manufaktur leuwih kompleks, waragad luhur, sarta ngahasilkeun erratic. Photodetector sadaya-silikon anu dikembangkeun ku tim panaliti ngahontal laju pangiriman data 160 Gb/s per channel tanpa ngagunakeun germanium, kalayan bandwidth transmisi total 1,28 Tb/s, ngaliwatan desain resonator dual-microring inovatif.

Anyar-anyar ieu, tim panaliti gabungan di Amérika Serikat parantos nyebarkeun kajian inovatif, ngumumkeun yén aranjeunna parantos suksés ngembangkeun photodiode longsoran sadaya-silikon (APD photodetector) chip. chip ieu boga speed ultra-luhur tur béaya rendah fungsi panganteur photoelectric, nu diperkirakeun ngahontal leuwih ti 3.2 Tb per detik mindahkeun data dina jaringan optik hareup.

narabas teknis: desain resonator microring ganda

Photodetectors tradisional mindeng gaduh kontradiksi irreconcilable antara rubakpita jeung responsiveness. Tim panalungtik suksés ngaleungitkeun kontradiksi ieu ku ngagunakeun desain resonator mikroring ganda sareng sacara épéktip ngahambat obrolan silang antara saluran. Hasil ékspérimén nunjukkeun yénsadaya-silikon photodetectorboga réspon 0,4 A/W, arus poék sahandapeun 1 nA, rubakpita anu luhur 40 GHz, sareng crosstalk listrik anu handap pisan kirang ti −50 dB. Kinerja ieu dibandingkeun sareng photodetectors komérsial ayeuna dumasar kana bahan silikon-jerman sareng III-V.

Ningali ka hareup: Jalur pikeun inovasi dina jaringan optik

Pangembangan suksés sadaya-silikon photodetector teu ngan surpassed solusi tradisional dina téhnologi, tapi ogé kahontal tabungan ngeunaan 40% dina ongkos, paving jalan pikeun realisasi speed tinggi, jaringan optik béaya rendah di mangsa nu bakal datang. Téknologi ieu sapinuhna cocog sareng prosés CMOS anu tos aya, ngahasilkeun sareng ngahasilkeun anu luhur pisan, sareng diperkirakeun janten komponén standar dina téknologi fotonik silikon di hareup. Dina mangsa nu bakal datang, tim peneliti ngarencanakeun pikeun terus ngaoptimalkeun rarancang jang meberkeun ningkatkeun laju nyerep jeung kinerja rubakpita tina photodetector ku cara ngurangan konsentrasi doping sarta ngaronjatkeun kaayaan implantation. Dina waktos anu sami, panilitian ogé bakal ngajalajah kumaha téknologi sadaya-silikon ieu tiasa diterapkeun kana jaringan optik dina klaster AI generasi saterusna pikeun ngahontal rubakpita anu langkung luhur, skalabilitas sareng efisiensi énergi.