Хувьсгалтцахиурын фотодетектор（Si фото илрүүлэгч）
Хувьсгалт бүх цахиурын фотодетектор（Фото илрүүлэгч）, уламжлалтаас давсан гүйцэтгэл
Хиймэл оюун ухааны загварууд болон гүн мэдрэлийн сүлжээнүүд улам бүр нарийн төвөгтэй болж байгаа тул тооцоолох кластерууд процессор, санах ой болон тооцоолох цэгүүдийн хоорондох сүлжээний холболтод илүү өндөр шаардлага тавьж байна. Гэсэн хэдий ч цахилгаан холболтод суурилсан уламжлалт чип болон чип хоорондын сүлжээ нь зурвасын өргөн, хоцролт, эрчим хүчний хэрэглээний өсөн нэмэгдэж буй эрэлтийг хангаж чадахгүй байна. Энэхүү гацааг арилгахын тулд урт дамжуулах зай, хурдан хурд, эрчим хүчний хэмнэлттэй давуу тал бүхий оптик холболтын технологи нь аажмаар ирээдүйн хөгжлийн найдвар болж байна. Тэдгээрийн дотроос CMOS процесст суурилсан цахиурын фотоник технологи нь өндөр интеграци, хямд өртөг, боловсруулалтын нарийвчлал зэргээс шалтгаалан асар их боломжийг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч өндөр хүчин чадалтай фото илрүүлэгчийг хэрэгжүүлэхэд олон бэрхшээл тулгарсаар байна. Ихэвчлэн фотодетекторууд илрүүлэх ажиллагааг сайжруулахын тулд германий (Ge) гэх мэт нарийн зурвас бүхий материалыг нэгтгэх шаардлагатай байдаг ч энэ нь илүү төвөгтэй үйлдвэрлэлийн процесс, өндөр өртөг, тогтворгүй ургацад хүргэдэг. Судалгааны багийн бүтээсэн бүх цахиурт фотодетектор нь шинэлэг хос микроорганизмын резонаторын хийцээр дамжуулан германий хэрэглээгүйгээр нэг сувагт 160 Гб/с өгөгдөл дамжуулах хурдтай, нийт дамжуулах зурвасын өргөн нь 1.28 Тб/с хүрсэн байна.
Саяхан АНУ-ын хамтарсан судалгааны баг бүх цахиурын нуранги фотодиодыг амжилттай зохион бүтээснээ зарласан шинэлэг судалгааг нийтлэв.APD фото илрүүлэгч) чип. Энэхүү чип нь хэт өндөр хурдтай, хямд өртөгтэй фотоэлектрик интерфэйсийн функцтэй бөгөөд энэ нь ирээдүйн оптик сүлжээнд секундэд 3.2 Тб-ээс илүү өгөгдөл дамжуулах боломжтой болно.
Техникийн нээлт: давхар микро цагирагны резонаторын загвар
Уламжлалт фотодетекторууд нь зурвасын өргөн ба хариу үйлдэл хоёрын хооронд үл нийцэх зөрчилдөөнтэй байдаг. Судалгааны баг энэхүү зөрчилдөөнийг давхар микроорганизмын резонаторын дизайныг ашиглан амжилттай арилгаж, суваг хоорондын харилцан яриаг үр дүнтэй дарсан. Туршилтын үр дүнгээс харахадбүх цахиурын фотодетектор0.4 А/Вт-ын хариу үйлдэл, 1 нА хүртэл бага харанхуй гүйдэл, 40 ГГц-ийн өндөр зурвасын өргөн, −50 дБ-ээс бага цахилгаан дамжуулалт маш бага. Энэхүү гүйцэтгэл нь цахиур-германий болон III-V материал дээр суурилсан одоогийн арилжааны фото илрүүлэгчтэй харьцуулах боломжтой юм.
Ирээдүй рүү харах: Оптик сүлжээн дэх инновацид хүрэх зам
Бүх цахиурын фото илрүүлэгчийг амжилттай хөгжүүлснээр технологийн уламжлалт шийдлээс даваад зогсохгүй зардлаа 40 орчим хувиар хэмнэж, ирээдүйд өндөр хурдтай, хямд өртөгтэй оптик сүлжээг бий болгох замыг нээж өгсөн. Энэхүү технологи нь одоо байгаа CMOS процессуудтай бүрэн нийцэж байгаа бөгөөд маш өндөр бүтээмж, гарцтай бөгөөд ирээдүйд цахиурын фотоник технологийн салбарт стандарт бүрэлдэхүүн хэсэг болох төлөвтэй байна. Цаашид судалгааны баг допингийн концентрацийг бууруулж, суулгац суулгах нөхцлийг сайжруулах замаар фотодетекторын шингээлтийн хурд болон зурвасын өргөнийг сайжруулахын тулд дизайныг үргэлжлүүлэн оновчтой болгохоор төлөвлөж байна. Үүний зэрэгцээ энэхүү судалгаа нь өндөр зурвасын өргөн, өргөтгөх чадвар, эрчим хүчний хэмнэлттэй болохын тулд шинэ үеийн хиймэл оюун ухааны кластеруудын оптик сүлжээнд энэхүү цахиурын технологийг хэрхэн ашиглаж болохыг судлах болно.
Шуудангийн цаг: 2025-03-31