`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

2D-светодиод и фотоприемник улучшают оптическую связь на чипе

+22
голоса

Исследователям в США, Испании и Японии удалось сделать первый светодиод на основе однослойного или двухслойного дителлурида молибдена (2D-полупроводник с инфракрасной запрещенной зоной), который может быть встроен в кремниевый волновод. Они также показали, что могут изготовить высокоскоростной фотоприемник с p-n-переходом, работающий на частотах до 200 МГц на основе двухслойного MoTe2 с p-n-переходом, который также может быть непосредственно интегрирован с кремниевыми оптическими устройствами. Новые результаты приближают к высокоскоростным, энергоэффективным оптическим устройствам связи на чипе на основе кремниевых оптических архитектур.

Электронные межкомпонентные соединения в высокоскоростных вычислительных системах становятся все более энергетически прожорливыми, и гонка идет в области разработки встроенных в чип оптических устройств связи для их замены. Кремниевая оптика сегодня является зоной выбора, потому что она позволит напрямую интегрировать компоненты, такие как волноводы, соединители, интерферометры и модуляторы с существующими процессорами на основе кремния. К счастью, недавно исследователи обнаружили, что класс 2D-материалов, известных как дихалькогениды переходных металлов (TMD), может быть использован для создания оптических межкомпонентных соединений, которые действительно могут быть интегрированы с кремниевой оптикой и процессом КМОП.

TMD имеют химическую формулу MX2, где M = Mo или W и X = S или Se и являются перспективными для различных приложений электроники и оптоэлектронных устройств, таких как светодиоды и солнечные элементы, благодаря тому, что они идут от полупроводников с непрямым переходом в объеме к полупроводникам с прямым переходом при уменьшении до монослоев. Электроны в TMD также сильно взаимодействуют со светом, а это означает, что даже при том, что эти материалы имеют всего несколько атомов, большая часть поглощенных фотонов может быть использована для получения электрического тока.

Пабло Харильо-Эрреро (Pablo Jarillo-Herrero) и его коллеги из Массачусетского технологического института (МТИ) вместе с сотрудниками Колумбийского университета в Нью-Йорке, Барселонского института науки и техники и Национального института материалов в Цукубе теперь впервые интегрировали электрически питаемый источник света, выполненный из 2D-материала MoTe2 с оптическим волноводом на кремниевом кристалле. MoTe2 имеет запрещенную зону около 1 эВ при комнатной температуре.

Исследователи начинают с отслаивания тонкослойных хлопьев MoTe2 из объемного кристалла с использованием известной технологии скотч-ленты. «С помощью двух отдельных металлических вентилей мы создаем однослойном (или двухслойном) MoTe2 p-n-переход, в котором электроны и дырки могут рекомбинировать, чтобы излучать свет и чтобы он работал как светодиод», - объясняет член команды и ведущий автор исследования Я-Цин Бие (Ya-Qing Bie). - Электроны и дырки также могут быть разделены на этом переходе, чтобы генерировать ток, поэтому он также работает как фотоприемник».

Поскольку длина волны света, излучаемого MoTe2, лежит за пределами диапазона длин волн, на котором кремний поглощает свет, потери, возникающие при поглощении света кремнием, резко уменьшаются. Это очень сильно отличается от его родных братьев MoS2 или WSe2, о которых недавно сообщили многие другие исследовательские группы, в том числе наша. «Чтобы сделать интегрированное устройство, мы собираем двухслойный MoTe2 с p-n-переходом и волновод на кремниевом кристалле вместе. Свет, излучаемый светодиодом, может проходить через волновод в другое место на структуре, и, наоборот, p-n-переход может также обнаруживать свет, исходящий из волновода».

«Хотя интеграция MoTe2 с кремниевой оптикой является прорывом, процесс, который мы разработали, должен быть оптимизирован, прежде чем он сможет использоваться для коммерческого изготовления оптических соединений, - утверждает Бие. – В итоге мы могли бы, например, создать высокоскоростные устройства передачи данных, объединив источник света с эффективным встроенным модулятором или интегрировав материалы ТМД с электрической накачкой с оптическими кристаллическими нанорезонаторами, что должно дополнительно увеличить эффективность оптической связи и позволит использовать такие приложения, как мультиплексирование с разделением по длине волны. Хорошо, что мы уже можем настроить длину волны источника света, объединив ее с различными многослойными 2D-материалами».

2D-светодиод и фотоприемник улучшают оптическую связь на чипе

Светодиод и фотоприемник с интегрированным волноводом

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT