புரட்சிகரசிலிக்கான் ஒளி உணரி(Si ஒளி உணரி)
புரட்சிகரமான முழு சிலிக்கான் ஒளி உணரிSi ஒளி உணரி) , பாரம்பரியமானவற்றிற்கு அப்பாற்பட்ட செயல்திறன்
செயற்கை நுண்ணறிவு மாதிரிகள் மற்றும் ஆழமான நரம்பியல் வலையமைப்புகளின் சிக்கலான தன்மை அதிகரித்து வருவதால், கணினித் தொகுப்புகள் செயலிகள், நினைவகம் மற்றும் கணக்கீட்டு முனைகளுக்கு இடையேயான வலையமைப்புத் தொடர்பில் அதிக தேவைகளை முன்வைக்கின்றன. இருப்பினும், மின் இணைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட பாரம்பரிய சிப்-உள்ளே மற்றும் சிப்-இடையேயான வலையமைப்புகள், அலைவரிசை, தாமதம் மற்றும் மின் நுகர்வு ஆகியவற்றிற்கான அதிகரித்து வரும் தேவையை பூர்த்தி செய்ய இயலாமல் உள்ளன. இந்தத் தடையைத் தீர்க்கும் பொருட்டு, அதன் நீண்ட பரிமாற்றத் தூரம், அதிவேகம், உயர் ஆற்றல் திறன் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்ட ஒளியியல் இடை இணைப்புத் தொழில்நுட்பம், படிப்படியாக எதிர்கால வளர்ச்சியின் நம்பிக்கையாக மாறி வருகிறது. அவற்றுள், CMOS செயல்முறையை அடிப்படையாகக் கொண்ட சிலிக்கான் ஒளியியல் தொழில்நுட்பம், அதன் உயர் ஒருங்கிணைப்பு, குறைந்த செலவு மற்றும் செயலாக்கத் துல்லியம் காரணமாக பெரும் ஆற்றலைக் காட்டுகிறது. இருப்பினும், உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒளி உணரிகளை உருவாக்குவதில் இன்னும் பல சவால்கள் உள்ளன. பொதுவாக, ஒளி உணரிகள் கண்டறியும் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்காக ஜெர்மானியம் (Ge) போன்ற குறுகிய பட்டை இடைவெளி கொண்ட பொருட்களை ஒருங்கிணைக்க வேண்டும், ஆனால் இது மேலும் சிக்கலான உற்பத்தி செயல்முறைகள், அதிக செலவுகள் மற்றும் சீரற்ற விளைச்சல்களுக்கும் வழிவகுக்கிறது. ஆராய்ச்சிக் குழுவால் உருவாக்கப்பட்ட முழு சிலிக்கானால் ஆன ஒளி உணரியானது, ஒரு புதுமையான இரட்டை நுண்வளைய அதிர்வுறுப்பான் வடிவமைப்பின் மூலம், ஜெர்மானியத்தைப் பயன்படுத்தாமலேயே, ஒரு சேனலுக்கு 160 Gb/s என்ற தரவுப் பரிமாற்ற வேகத்தையும், 1.28 Tb/s என்ற மொத்தப் பரிமாற்ற அலைவரிசை அகலத்தையும் அடைந்தது.
சமீபத்தில், அமெரிக்காவைச் சேர்ந்த ஒரு கூட்டு ஆராய்ச்சிக் குழு, முழுவதும் சிலிக்கானால் ஆன அவலான்ச் ஃபோட்டோடையோடை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளதாக அறிவித்து, ஒரு புதுமையான ஆய்வை வெளியிட்டுள்ளது.APD ஒளி உணரிஇந்த சிப், அதிவேக மற்றும் குறைந்த விலை ஒளிமின்னழுத்த இடைமுகச் செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது. இதன் மூலம் எதிர்கால ஒளியியல் வலையமைப்புகளில் வினாடிக்கு 3.2 டெராபைட் (Tb) க்கும் அதிகமான தரவுப் பரிமாற்றத்தை அடைய முடியும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம்: இரட்டை நுண்வளைய அதிர்வுறுப்பான் வடிவமைப்பு
பாரம்பரிய ஒளி உணரிகளில் அலைவரிசைக்கும் பதிலளிப்புத் திறனுக்கும் இடையே பெரும்பாலும் சரிசெய்ய முடியாத முரண்பாடுகள் காணப்படுகின்றன. இந்த ஆய்வுக் குழு, இரட்டை நுண்வளைய அதிர்வுறுப்பான் வடிவமைப்பைப் பயன்படுத்தி இந்த முரண்பாட்டை வெற்றிகரமாகத் தணித்து, அலைவரிசைகளுக்கு இடையேயான குறுக்குத் தொடர்பைத் திறம்பட அடக்கியது. சோதனை முடிவுகள் காட்டுவது என்னவென்றால்,முழு சிலிக்கான் ஒளி உணரிஇது 0.4 A/W அளவிலான துலங்கல், 1 nA அளவு குறைந்த இருள் மின்னோட்டம், 40 GHz என்ற உயர் அலைவரிசை அகலம், மற்றும் −50 dB-க்கும் குறைவான மிகக் குறைந்த மின் குறுக்கீடு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இந்தச் செயல்திறன், சிலிக்கான்-ஜெர்மானியம் மற்றும் III-V பொருட்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட தற்போதைய வணிக ஒளி உணரிகளுக்கு இணையானது.
எதிர்காலத்தை நோக்குதல்: ஒளியியல் வலையமைப்புகளில் புதுமைக்கான பாதை
முழுவதும் சிலிக்கானால் ஆன இந்த ஒளி உணரியின் வெற்றிகரமான உருவாக்கம், தொழில்நுட்பத்தில் பாரம்பரிய தீர்வை விஞ்சியது மட்டுமல்லாமல், செலவில் சுமார் 40% சேமிப்பையும் அடைந்துள்ளது. இது எதிர்காலத்தில் அதிவேக, குறைந்த செலவிலான ஒளியியல் வலையமைப்புகளை நனவாக்குவதற்கு வழிவகுக்கிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பம் தற்போதுள்ள CMOS செயல்முறைகளுடன் முழுமையாக இணக்கமானது, மிக அதிக உற்பத்தி மற்றும் செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் எதிர்காலத்தில் சிலிக்கான் ஒளியியல் தொழில்நுட்பத் துறையில் ஒரு நிலையான அங்கமாக மாறும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. எதிர்காலத்தில், ஆய்வுக் குழு, கலப்புச் செறிவுகளைக் குறைத்து மற்றும் உட்புகுத்தல் நிலைமைகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம், ஒளி உணரியின் உட்கிரகிப்பு விகிதம் மற்றும் அலைவரிசை செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்துவதற்காக வடிவமைப்பைத் தொடர்ந்து மேம்படுத்தத் திட்டமிட்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், அடுத்த தலைமுறை AI தொகுப்புகளில் அதிக அலைவரிசை, அளவிடுதல் மற்றும் ஆற்றல் திறனை அடைவதற்காக, இந்த முழுவதும் சிலிக்கான் தொழில்நுட்பத்தை ஒளியியல் வலையமைப்புகளில் எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதையும் இந்த ஆய்வு ஆராயும்.
பதிவிட்ட நேரம்: மார்ச்-31-2025