విప్లవకారుడుసిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్(Si ఫోటోడిటెక్టర్)
విప్లవాత్మకమైన పూర్తి సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్Si ఫోటోడిటెక్టర్), సాంప్రదాయానికి మించిన పనితీరు
ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్ మోడల్స్ మరియు డీప్ న్యూరల్ నెట్వర్క్ల సంక్లిష్టత పెరగడంతో, కంప్యూటింగ్ క్లస్టర్లు ప్రాసెసర్లు, మెమరీ మరియు కంప్యూట్ నోడ్ల మధ్య నెట్వర్క్ కమ్యూనికేషన్పై అధిక డిమాండ్లను సృష్టిస్తున్నాయి. అయితే, విద్యుత్ కనెక్షన్లపై ఆధారపడిన సాంప్రదాయ ఆన్-చిప్ మరియు ఇంటర్-చిప్ నెట్వర్క్లు బ్యాండ్విడ్త్, లేటెన్సీ మరియు విద్యుత్ వినియోగం కోసం పెరుగుతున్న డిమాండ్ను తీర్చలేకపోయాయి. ఈ ప్రతిబంధకాన్ని పరిష్కరించడానికి, ఆప్టికల్ ఇంటర్కనెక్షన్ టెక్నాలజీ దాని సుదీర్ఘ ప్రసార దూరం, వేగవంతమైన వేగం, అధిక శక్తి సామర్థ్యం వంటి ప్రయోజనాలతో క్రమంగా భవిష్యత్ అభివృద్ధికి ఆశాకిరణంగా మారుతోంది. వాటిలో, CMOS ప్రక్రియపై ఆధారపడిన సిలికాన్ ఫోటోనిక్ టెక్నాలజీ దాని అధిక ఇంటిగ్రేషన్, తక్కువ ఖర్చు మరియు ప్రాసెసింగ్ కచ్చితత్వం కారణంగా గొప్ప సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తోంది. అయినప్పటికీ, అధిక-పనితీరు గల ఫోటోడిటెక్టర్ల తయారీ ఇప్పటికీ అనేక సవాళ్లను ఎదుర్కొంటోంది. సాధారణంగా, డిటెక్షన్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఫోటోడిటెక్టర్లు జెర్మేనియం (Ge) వంటి తక్కువ బ్యాండ్ గ్యాప్ ఉన్న పదార్థాలను ఇంటిగ్రేట్ చేయాల్సి ఉంటుంది, కానీ ఇది మరింత సంక్లిష్టమైన తయారీ ప్రక్రియలు, అధిక ఖర్చులు మరియు అస్థిరమైన దిగుబడులకు కూడా దారితీస్తుంది. పరిశోధన బృందం అభివృద్ధి చేసిన ఆల్-సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్, వినూత్నమైన డ్యూయల్-మైక్రోరింగ్ రెసోనేటర్ డిజైన్ ద్వారా, జెర్మేనియం వాడకం లేకుండా ప్రతి ఛానెల్కు 160 Gb/s డేటా ప్రసార వేగాన్ని, మరియు 1.28 Tb/s మొత్తం ప్రసార బ్యాండ్విడ్త్ను సాధించింది.
ఇటీవల, యునైటెడ్ స్టేట్స్లోని ఒక సంయుక్త పరిశోధన బృందం, తాము పూర్తిగా సిలికాన్తో తయారు చేసిన అవలాంచ్ ఫోటోడయోడ్ను విజయవంతంగా అభివృద్ధి చేశామని ప్రకటిస్తూ, ఒక వినూత్న అధ్యయనాన్ని ప్రచురించింది.APD ఫోటోడిటెక్టర్ఈ చిప్ అత్యంత వేగవంతమైన మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ఇంటర్ఫేస్ ఫంక్షన్ను కలిగి ఉంది, ఇది భవిష్యత్ ఆప్టికల్ నెట్వర్క్లలో సెకనుకు 3.2 Tb కంటే ఎక్కువ డేటా బదిలీని సాధిస్తుందని అంచనా వేయబడింది.
సాంకేతిక పురోగతి: డబుల్ మైక్రోరింగ్ రెసోనేటర్ డిజైన్
సాంప్రదాయ ఫోటోడిటెక్టర్లలో తరచుగా బ్యాండ్విడ్త్ మరియు ప్రతిస్పందనల మధ్య పరిష్కరించలేని వైరుధ్యాలు ఉంటాయి. పరిశోధన బృందం డబుల్-మైక్రోరింగ్ రెసొనేటర్ డిజైన్ను ఉపయోగించి ఈ వైరుధ్యాన్ని విజయవంతంగా తగ్గించి, ఛానెళ్ల మధ్య క్రాస్-టాక్ను సమర్థవంతంగా అణచివేసింది. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే...ఆల్-సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్దీనికి 0.4 A/W ప్రతిస్పందన, 1 nA అంత తక్కువ డార్క్ కరెంట్, 40 GHz అధిక బ్యాండ్విడ్త్ మరియు −50 dB కంటే తక్కువ ఉండే అత్యంత తక్కువ ఎలక్ట్రికల్ క్రాస్టాక్ ఉన్నాయి. ఈ పనితీరు సిలికాన్-జెర్మేనియం మరియు III-V పదార్థాలపై ఆధారపడిన ప్రస్తుత వాణిజ్య ఫోటోడిటెక్టర్లతో పోల్చదగినది.
భవిష్యత్తు వైపు చూస్తూ: ఆప్టికల్ నెట్వర్క్లలో ఆవిష్కరణకు మార్గం
పూర్తి-సిలికాన్ ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క విజయవంతమైన అభివృద్ధి, సాంకేతికతలో సాంప్రదాయ పరిష్కారాన్ని అధిగమించడమే కాకుండా, ఖర్చులో సుమారు 40% ఆదాను కూడా సాధించింది. ఇది భవిష్యత్తులో అధిక-వేగవంతమైన, తక్కువ-ఖర్చుతో కూడిన ఆప్టికల్ నెట్వర్క్ల సాకారం కోసం మార్గం సుగమం చేసింది. ఈ సాంకేతికత ఇప్పటికే ఉన్న CMOS ప్రక్రియలతో పూర్తిగా అనుకూలంగా ఉంది, అత్యంత అధిక దిగుబడి మరియు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది, మరియు భవిష్యత్తులో సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ టెక్నాలజీ రంగంలో ఒక ప్రామాణిక భాగంగా మారుతుందని భావిస్తున్నారు. భవిష్యత్తులో, పరిశోధన బృందం డోపింగ్ సాంద్రతలను తగ్గించడం మరియు ఇంప్లాంటేషన్ పరిస్థితులను మెరుగుపరచడం ద్వారా ఫోటోడిటెక్టర్ యొక్క శోషణ రేటు మరియు బ్యాండ్విడ్త్ పనితీరును మరింత మెరుగుపరచడానికి డిజైన్ను ఆప్టిమైజ్ చేయడం కొనసాగించాలని యోచిస్తోంది. అదే సమయంలో, అధిక బ్యాండ్విడ్త్, స్కేలబిలిటీ మరియు శక్తి సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి ఈ పూర్తి-సిలికాన్ సాంకేతికతను తదుపరి తరం AI క్లస్టర్లలోని ఆప్టికల్ నెట్వర్క్లకు ఎలా అన్వయించవచ్చో కూడా పరిశోధన అన్వేషిస్తుంది.
పోస్ట్ చేసిన సమయం: మార్చి-31-2025