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高性能石墨烯光电探测器设置速度记录

  • 来源:OFweek激光网
  • 阅读量:839
  • 时间:2016-12-29 17:35:00

 

石墨烯是光通信系统的理想材料。德国AMO的新型波导集成光电探测器为超快、高数据速率的石墨烯设备创造了最高纪录的高带宽。

基于石墨烯的应用技术被证明是新一代通信的必要组成部分——通过超速和紧凑的光电设备使高性能光通信系统得以实现。来自石墨烯旗舰公司并就职于奥地利维也纳技术大学和德国AMO的研究人员展示了具有史上最高带宽的石墨烯设备的超快速光电探测器,可实现高达100 Gbit / s的数据速率。最近发表在《纳米快报》上的研究指出了在高速通信系统中石墨烯应用的方式。

维也纳技术大学的研究员Simone Schuler解释了增加数据能力的重要性。“这些光电探测器通常用于形成互联网后桥的光数据链路,光电探测器的最大工作速度定义了探测器可以接收的最大数据速率。因此,光电探测器越快可以接收的数据就越多。”

石墨烯的性能使其成为下一代光电子和光通信系统的理想选择。其优异的电气性能和宽带光吸收非常适合于高性能光电设备,并且它可以容易地与硅光子系统集成。由于其非常紧凑的结构,这里展示的光电探测器是高度敏感的。这使得这种检测器可以与其它光电器件一起使用,包括功能密集的集成芯片中的开关。 Schuler补充说:“这可能会打开一个完整集成在一个互补金属氧化物半导体(CMOS)芯片上的路径,石墨烯将成为在硅平台上实现高性能光电探测器的材料。”

在新的光电检测器中,光被引导到被石墨烯覆盖的缝隙波导中。在石墨烯中的特定电气条件下,石墨烯被用作半导体结,波导中的光通过光热电效应在石墨烯中产生电流,将光转换为电信号。这就可以在不牺牲速度的情况下调谐检测器的灵敏度,实现高带宽和超快速数据速率。

谈到这种新的光电探测器设计,另一篇论文的作者——来自于德国AMO的Daniel Neumaier说:“这是朝向高性能光电探测器的重要一步,表明在石墨烯光电探测器中能以高度控制的方式实现具有竞争力的速度和灵敏度。”芯片集成上的石墨烯应用技术是石墨烯旗舰的重要焦点。Neumaier不仅领导着石墨烯旗舰公司的电子和光子集成部门和电子设备工作间,并且还是旗舰管理小组和执行董事会的成员。

这项研究是石墨烯在性能和紧凑性方面有助于现有光电技术改进的一个主要例子。西班牙光子科学研究所的Frank Koppens是石墨烯旗舰公司光电子和光子工作间的领导者。“这项工作显示了零暗电流创纪录的性能和操作,这是旨在开发互补金属氧化物半导体(CMOS)完全集成光学数据通信平台的组件(检测器、调制器)的旗舰计划的一个重大进步,”他说。

石墨烯旗舰公司的科学技术人员及其管理委员会主席Andrea Ferrari表示:“石墨烯光子学和光电子学显然是其中期发展的最强领域之一,石墨烯旗舰公司已经在开拓基于石墨烯和相关材料的大规模集成光电子元件,这是使它们未来在大数据和物联网领域得到广泛应用的关键步骤,这一结果清楚地表明,我们在我们的技术路线图上按正确的方向前进着。”