విప్లవాత్మకమైనదిసిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్(Si ఫోటోడిటెక్టర్)
విప్లవాత్మకమైన పూర్తి-సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్ (Si ఫోటోడిటెక్టర్), సాంప్రదాయానికి మించిన పనితీరు
కృత్రిమ మేధస్సు నమూనాలు మరియు లోతైన నాడీ నెట్‌వర్క్‌ల సంక్లిష్టత పెరుగుతున్న కొద్దీ, కంప్యూటింగ్ క్లస్టర్‌లు ప్రాసెసర్‌లు, మెమరీ మరియు కంప్యూట్ నోడ్‌ల మధ్య నెట్‌వర్క్ కమ్యూనికేషన్‌పై అధిక డిమాండ్లను ఉంచుతాయి. అయితే, విద్యుత్ కనెక్షన్‌లపై ఆధారపడిన సాంప్రదాయ ఆన్-చిప్ మరియు ఇంటర్-చిప్ నెట్‌వర్క్‌లు బ్యాండ్‌విడ్త్, జాప్యం మరియు విద్యుత్ వినియోగం కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్‌ను తీర్చలేకపోయాయి. ఈ అడ్డంకిని పరిష్కరించడానికి, దాని దీర్ఘ ప్రసార దూరం, వేగవంతమైన వేగం, అధిక శక్తి సామర్థ్య ప్రయోజనాలతో ఆప్టికల్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ టెక్నాలజీ క్రమంగా భవిష్యత్ అభివృద్ధికి ఆశగా మారింది. వాటిలో, CMOS ప్రక్రియపై ఆధారపడిన సిలికాన్ ఫోటోనిక్ టెక్నాలజీ దాని అధిక ఏకీకరణ, తక్కువ ఖర్చు మరియు ప్రాసెసింగ్ ఖచ్చితత్వం కారణంగా గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపుతుంది. అయినప్పటికీ, అధిక-పనితీరు గల ఫోటోడెటెక్టర్‌ల సాక్షాత్కారం ఇప్పటికీ అనేక సవాళ్లను ఎదుర్కొంటుంది. సాధారణంగా, ఫోటోడెటెక్టర్‌లు గుర్తింపు పనితీరును మెరుగుపరచడానికి జెర్మేనియం (Ge) వంటి ఇరుకైన బ్యాండ్ గ్యాప్‌తో పదార్థాలను ఏకీకృతం చేయాలి, అయితే ఇది మరింత సంక్లిష్టమైన తయారీ ప్రక్రియలు, అధిక ఖర్చులు మరియు అనియత దిగుబడికి దారితీస్తుంది. పరిశోధనా బృందం అభివృద్ధి చేసిన పూర్తి-సిలికాన్ ఫోటోడెటెక్టర్, జెర్మేనియం ఉపయోగించకుండానే ఒక్కో ఛానెల్‌కు 160 Gb/s డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ వేగాన్ని సాధించింది, మొత్తం ట్రాన్స్‌మిషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్ 1.28 Tb/s, వినూత్నమైన డ్యూయల్-మైక్రోరింగ్ రెసొనేటర్ డిజైన్ ద్వారా.
ఇటీవల, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని ఒక ఉమ్మడి పరిశోధన బృందం ఒక వినూత్న అధ్యయనాన్ని ప్రచురించింది, వారు పూర్తిగా సిలికాన్ హిమపాతం ఫోటోడియోడ్‌ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశారని ప్రకటించారు (APD ఫోటోడిటెక్టర్) చిప్. ఈ చిప్ అల్ట్రా-హై స్పీడ్ మరియు తక్కువ-ధర ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఇంటర్‌ఫేస్ ఫంక్షన్‌ను కలిగి ఉంది, ఇది భవిష్యత్ ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో సెకనుకు 3.2 Tb కంటే ఎక్కువ డేటా బదిలీని సాధించగలదని భావిస్తున్నారు.
సాంకేతిక పురోగతి: డబుల్ మైక్రోరింగ్ రెసొనేటర్ డిజైన్
సాంప్రదాయ ఫోటోడిటెక్టర్లు తరచుగా బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు ప్రతిస్పందన మధ్య సరిదిద్దలేని వైరుధ్యాలను కలిగి ఉంటాయి. పరిశోధనా బృందం డబుల్-మైక్రోరింగ్ రెసొనేటర్ డిజైన్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు ఛానెల్‌ల మధ్య క్రాస్-టాక్‌ను సమర్థవంతంగా అణచివేయడం ద్వారా ఈ వైరుధ్యాన్ని విజయవంతంగా తగ్గించింది. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలుపూర్తి సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్0.4 A/W ప్రతిస్పందన, 1 nA వరకు డార్క్ కరెంట్, 40 GHz అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు −50 dB కంటే తక్కువ ఎలక్ట్రికల్ క్రాస్‌స్టాక్ కలిగి ఉంటుంది. ఈ పనితీరు సిలికాన్-జెర్మేనియం మరియు III-V పదార్థాల ఆధారంగా ప్రస్తుత వాణిజ్య ఫోటోడెటెక్టర్‌లతో పోల్చవచ్చు.
భవిష్యత్తు వైపు చూడటం: ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో ఆవిష్కరణకు మార్గం
పూర్తి సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క విజయవంతమైన అభివృద్ధి సాంకేతికతలో సాంప్రదాయ పరిష్కారాన్ని అధిగమించడమే కాకుండా, ఖర్చులో దాదాపు 40% ఆదాను సాధించింది, భవిష్యత్తులో అధిక-వేగవంతమైన, తక్కువ-ధర ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌ల సాక్షాత్కారానికి మార్గం సుగమం చేసింది. ఈ సాంకేతికత ఇప్పటికే ఉన్న CMOS ప్రక్రియలతో పూర్తిగా అనుకూలంగా ఉంటుంది, చాలా ఎక్కువ దిగుబడి మరియు దిగుబడిని కలిగి ఉంటుంది మరియు భవిష్యత్తులో సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ రంగంలో ఒక ప్రామాణిక అంశంగా మారుతుందని భావిస్తున్నారు. భవిష్యత్తులో, పరిశోధన బృందం డోపింగ్ సాంద్రతలను తగ్గించడం మరియు ఇంప్లాంటేషన్ పరిస్థితులను మెరుగుపరచడం ద్వారా ఫోటోడెటెక్టర్ యొక్క శోషణ రేటు మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ పనితీరును మరింత మెరుగుపరచడానికి డిజైన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడాన్ని కొనసాగించాలని యోచిస్తోంది. అదే సమయంలో, అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్, స్కేలబిలిటీ మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి తదుపరి తరం AI క్లస్టర్‌లలోని ఆప్టికల్ నెట్‌వర్క్‌లకు ఈ పూర్తి-సిలికాన్ టెక్నాలజీని ఎలా అన్వయించవచ్చో కూడా పరిశోధన అన్వేషిస్తుంది.
పోస్ట్ సమయం: మార్చి-31-2025