İnqilabçısilikon fotodetektoru(Si fotodetektoru)
İnqilabi tam silikonlu fotodetektorSi fotodetektoru）, ənənəvi performansdan kənarda
Süni intellekt modellərinin və dərin neyron şəbəkələrinin artan mürəkkəbliyi ilə hesablama klasterləri prosessorlar, yaddaş və hesablama qovşaqları arasında şəbəkə rabitəsinə daha yüksək tələblər qoyur. Lakin, elektrik bağlantılarına əsaslanan ənənəvi çipdaxili və çiplərarası şəbəkələr bant genişliyi, gecikmə və enerji istehlakına artan tələbatı ödəyə bilməyib. Bu çətinliyi həll etmək üçün uzun ötürmə məsafəsi, sürətli sürəti, yüksək enerji səmərəliliyi üstünlükləri ilə optik qarşılıqlı əlaqə texnologiyası tədricən gələcək inkişafın ümidinə çevrilir. Bunların arasında CMOS prosesinə əsaslanan silikon fotonik texnologiyası yüksək inteqrasiyası, aşağı qiyməti və emal dəqiqliyi səbəbindən böyük potensiala malikdir. Bununla belə, yüksək performanslı fotodetektorların reallaşdırılması hələ də bir çox çətinliklərlə üzləşir. Adətən, fotodetektorlar aşkarlama performansını artırmaq üçün germanium (Ge) kimi dar zolaq boşluğu olan materialları inteqrasiya etməlidirlər, lakin bu da daha mürəkkəb istehsal proseslərinə, daha yüksək xərclərə və qeyri-sabit məhsuldarlığa gətirib çıxarır. Tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanmış tamamilə silisiumdan hazırlanmış fotodetektor, innovativ ikili mikrohalqalı rezonator dizaynı sayəsində germanium istifadə etmədən kanal başına 160 Gb/s məlumat ötürmə sürətinə, ümumi ötürmə bant genişliyinə isə 1,28 Tb/s nail olmuşdur.
Bu yaxınlarda ABŞ-da birgə tədqiqat qrupu innovativ bir araşdırma dərc edərək, tamamilə silikon uçqun fotodiodunu uğurla hazırladıqlarını elan etdi (APD fotodetektoru) çip. Bu çip ultra yüksək sürətli və aşağı qiymətli fotoelektrik interfeys funksiyasına malikdir və gələcək optik şəbəkələrdə saniyədə 3,2 Tb-dən çox məlumat ötürülməsinə nail olacağı gözlənilir.
Texniki irəliləyiş: ikiqat mikrohalqalı rezonator dizaynı
Ənənəvi fotodetektorlarda tez-tez bant genişliyi ilə cavabdehlik arasında barışmaz ziddiyyətlər olur. Tədqiqat qrupu ikiqat mikrohalqalı rezonator dizaynından istifadə etməklə bu ziddiyyəti uğurla aradan qaldırdı və kanallar arasında qarşılıqlı əlaqəni effektiv şəkildə yatırdı. Təcrübə nəticələri göstərir ki,tamamilə silikonlu fotodetektor0.4 A/W cavab gücünə, 1 nA qədər aşağı qaranlıq cərəyana, 40 GHz yüksək bant genişliyinə və -50 dB-dən az olduqca aşağı elektrik çarpazlığına malikdir. Bu performans, silisium-germanium və III-V materiallarına əsaslanan mövcud kommersiya fotodetektorları ilə müqayisə edilə bilər.
Gələcəyə Baxış: Optik Şəbəkələrdə İnnovasiya Yolu
Tamamilə silisiumlu fotodetektorun uğurlu inkişafı texnologiya sahəsində ənənəvi həlli üstələyərək, təxminən 40% qənaətə nail olmaqla yanaşı, gələcəkdə yüksək sürətli və ucuz optik şəbəkələrin reallaşdırılmasına yol açdı. Texnologiya mövcud CMOS prosesləri ilə tam uyğundur, son dərəcə yüksək məhsuldarlığa və məhsuldarlığa malikdir və gələcəkdə silisium fotonika texnologiyası sahəsində standart bir komponentə çevrilməsi gözlənilir. Gələcəkdə tədqiqat qrupu dopinq konsentrasiyalarını azaltmaq və implantasiya şəraitini yaxşılaşdırmaqla fotodetektorun udma sürətini və bant genişliyi performansını daha da yaxşılaşdırmaq üçün dizaynı optimallaşdırmağa davam etməyi planlaşdırır. Eyni zamanda, tədqiqatda bu tamamilə silisiumlu texnologiyanın daha yüksək bant genişliyi, miqyaslanma və enerji səmərəliliyi əldə etmək üçün yeni nəsil süni intellekt klasterlərində optik şəbəkələrə necə tətbiq oluna biləcəyi də araşdırılacaq.
Yazı vaxtı: 31 Mart 2025