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2019-11-07 15:44:02

高性能石墨烯光电探测器设定了速度记录

导读 石墨烯是光通信系统的理想材料。来自德国AMO的新型波导集成光电探测器为超快,高数据速率石墨烯器件设置了创纪录的高带宽。基于石墨烯的技

石墨烯是光通信系统的理想材料。来自德国AMO的新型波导集成光电探测器为超快,高数据速率石墨烯器件设置了创纪录的高带宽。

基于石墨烯的技术被证明是新一代通信不可或缺的一部分 - 通过超快速和紧凑的光电器件实现高性能光通信系统。来自奥地利TU维也纳和德国AMO的Graphene旗舰公司的研究人员展示了具有石墨烯设备报告带宽最高的超快光电探测器,数据速率高达100 Gbit / s。该研究最近发表在Nano Letters上,指出了石墨烯在高速通信系统中的应用方式。

维也纳大学的研究员Simone Schuler解释了提高数据能力的重要性。“这些类型的光电探测器通常用于光学数据链路,它们形成了互联网的骨干。光电探测器的最大操作速度决定了探测器可以接收的最大数据速率。因此,光电探测器越快,数据就越多。可以收到。“

石墨烯的特性使其成为下一代光电子和光通信系统的理想选择。其出色的电气特性和宽带光学吸收非常适合高性能光电器件,并且可以很容易地与硅光子系统集成。由于其结构非常紧凑,这里演示的光电探测器非常灵敏。这使得能够将这种检测器与其他光电器件(包括功能密集的集成芯片中的开关)一起使用。“这可以为在一个CMOS芯片上完全集成开辟道路。石墨烯将成为在硅平台上实现高性能光电探测器的有利材料,”Schuler补充道。

在新的光电探测器中,光被引导到用石墨烯覆盖的缝隙波导中。在石墨烯中的特定电学条件下,其中石墨烯用作半导体结,波导中的光通过光热电效应在石墨烯中产生电流,将光转换成电信号。探测器的灵敏度可以在不影响速度的情况下进行电调谐,从而实现高带宽和超高速数据速率。

谈到这种新的光电探测器设计,该论文的另一位作者,德国AMO的Daniel Neumaier说:“这是迈向高性能片上光电探测器的重要一步,证明了石墨烯光电探测器可以实现竞争的速度和灵敏度。高度控制的方式。“ 不同石墨烯使能技术的片上集成是Graphene旗舰产品的重点。Neumaier领导Graphene旗舰电子和光子集成部门和工作包电子设备,并且是旗舰管理小组和执行委员会的成员

这项研究是石墨烯在性能和紧凑性方面可以提供优于现有光电技术的方式的一个主要例子。西班牙光子科学研究所的Frank Koppens是旗舰光电子学和光子学工作包的领导者。“这项工作已显示出创纪录的高性能和零暗电流操作。这是旗舰计划的一大进步,旨在为完全CMOS集成的光学数据通信平台开发元件(探测器,调制器),”他说过。

Graphene旗舰公司科技官兼管理委员会主席Andrea Ferrari表示,“石墨烯光子学和光电子学显然是中期发展最强大的领域之一。石墨烯旗舰公司在开拓大规模集成方面做出了重大投资。基于石墨烯和相关材料的光电子器件。这是在数据通信和物联网领域广泛应用的关键步骤。这一结果清楚地表明我们在技术路线图上走在了正确的轨道上“