+
ابتكار

سرعة اتصال الضوء: الإلكترونيات الضوئية القائمة على الجرافين

سرعة اتصال الضوء: الإلكترونيات الضوئية القائمة على الجرافين

قد يتم إعاقة معدل التقدم في الاتصالات الرقمية في المستقبل بمقدار الطاقة المطلوبة لتشغيله. تتطلب الضوئيات السليكونية القياسية طاقة بترتيب أكبر مما هو متاح حاليًا. تعد الإلكترونيات الضوئية القائمة على الجرافين الموفرة للطاقة بمعالجة هذا الأمر.

[مصدر الصورة: كامبريدج - د. ايليا جويخمان]

واجه استخدام الإلكترونيات المعيارية القائمة على المعدن في الاتصالات تحديًا من خلال الاتصالات الضوئية في السنوات الأخيرة - لكن التكنولوجيا الجديدة لا تخلو من مشكلاتها. من أجل زيادة نطاق البيانات القابلة للاكتشاف في الطيف الكهرومغناطيسي ، قامت الصناعة بدمج ماصات الجرمانيوم مع أجهزة السيليكون الضوئية القياسية. الآن ، حدد الباحثون نهجًا أبسط لإنتاج أجهزة كشف ضوئية عالية الاستجابة.

في بحث أجراه تعاون دولي بين الجامعات ، قام العلماء بدمج الجرافين مع السيليكون لتحقيق استجابة 0.37 أمبير / واط عند 1.55 ميكرومتر باستخدام مضاعفة الانهيار الجليدي. هذه نتيجة مهمة تثبت أن الجرافين يمكن أن ينافس حالة الفن الحالية من خلال إنتاج أجهزة يمكن تصنيعها بشكل أكثر بساطة ورخصًا وتعمل بأطوال موجية مختلفة. مما يمهد الطريق لضوئيات السليكون المتكاملة من الجرافين ، حسبما أفاد المؤلف المشارك البروفيسور أندريا فيراري ، ومدير مركز كامبريدج للجرافين ورئيس لجنة إدارة شركة الجرافين الرائدة.

قال الدكتور إيليا جويخمان ، المؤلف الرئيسي وكبير الباحثين في مركز كامبردج للجرافين: "الرؤية هنا هي أن يلعب الجرافين دورًا مهمًا في تمكين تقنيات الاتصال البصري. هذه هي الخطوة الأولى نحو ذلك ، وعلى مدار العامين المقبلين ، فإن الهدف من تكامل مقياس الرقاقة وحزم عمل الإلكترونيات الضوئية للرائد هو تحقيق ذلك حقًا.

يرأس البروفيسور فيراري شركة Graphene Flagship ، وهي واحدة من أولى الشركات الرائدة في أوروبا في مجال تقنيات المستقبل والناشئة (FET) لمدة 10 سنوات ، وتتمثل مهمتها في جلب أبحاث الجرافين من الأوساط الأكاديمية إلى المجتمع. هو شرح:

يمكن للجرافين التغلب على تكنولوجيا السيليكون الضوئية الحالية من حيث استهلاك الطاقة. تستثمر شركة الجرافين الرائدة الكثير من الموارد في التكامل على نطاق الرقاقة مع إنشاء حزمة عمل جديدة. لقد حددنا رؤية ، حيث الجرافين هو العمود الفقري لاتصالات البيانات ، ونخطط لأن يكون لدينا بنك اتصالات قادر على نقل 4 × 28 جيجابايت / ثانية بحلول عام 2018. البحث في ورقة Nano Letters هو الخطوة الأولى نحو تحقيق هذه الرؤية ، تم التعرف على أهميتها بوضوح من قبل شركات مثل Ericsson و Alcatel-Lucent التي انضمت إلى Flagship للمساعدة في تطويرها.

قال البروفيسور فيراري إن هناك حاجة إلى مزيد من العمل: `` لقد أظهرنا إمكانات الكاشف ولكننا نحتاج أيضًا إلى إنتاج مُعدِّل قائم على الجرافين ليكون لدينا نظام اتصالات ضوئية كامل منخفض الطاقة ، وتعمل الشركة الرائدة بجد لحل هذه المشكلة. جمعت The Flagship الأشخاص المناسبين في المكان المناسب في الوقت المناسب للعمل معًا لتحقيق هذا الهدف. ستكون أوروبا في طليعة هذه التكنولوجيا. إنه تحدٍ كبير وفرصة كبيرة لأوروبا ، حيث أن هناك قيمة مضافة عالية للأجهزة ستكون فعالة من حيث التكلفة لتصنيع الجهاز في أوروبا - مع الحفاظ على قيمة التكنولوجيا داخل المجتمع الأوروبي.

اقرأ نتائج بحث الفريق هنا.

راجع أيضًا: مادة العجائب الثورية: الجرافين

عبر: كامبريدج

بقلم جودي بينز


شاهد الفيديو: المادة العجيبة, كيف سوف تغير المستقبل. الغرافين 1 (مارس 2021).