Графеновые фотодетекторы выведут скорость оптической передачи данных на новые уровни
Совет по графену подсчитал, что графен может значительно изменить ландшафт 45 различных отраслей промышленности. Хотя более заметные и известные отрасли, такие как производство аккумуляторов, композитов, электроники и медицины, вызывают восхищение, некоторые утверждают, что следует обратить внимание на более мелкие и менее известные области применения.
Учёные из Advanced Microelectronics Center Aachen и AMO GmBH сообщили о создании фотодетектора на основе графена с полосой пропускания более 128 ГГц, которые могут проложить путь к развитию сетей связи со скоростью передачи оптических данных более 180 Гбит/с. Этот фотоприемник на сегодняшний день самый быстрый в мире. Он выводит оптоэлектронику, а также оптический трафик на совершенно новые уровни.
В результате этого прорыва графен вскоре может быть использован в системах передачи данных 5G и даже 6G. Благодаря высокой подвижности носителей заряда и отсутствию запрещённой зоны графен хорошо подходит для оптической связи на высоких скоростях и в широкой полосе пропускания.
В недавнем исследовании международная группа ученых из AMO Germany создала совершенно новые фотодетекторы, интегрированные с графеном и обладающие высокой чувствительностью при работе с полосой пропускания >76 ГГц. Это крайне важно, чтобы не отставать от растущих потребностей в Интернете, таких как 5G и Интернет вещей.
Спектр терагерцового диапазона быстро становится неотъемлемой частью беспроводной передачи данных. Он способен поглощать и воспринимать терагерцовый свет с длиной волны в сотни микрон. Например, исследователи из ICFO создали новый фотодетектор на основе графена, который может работать при комнатной температуре, имеет широкий динамический диапазон, является быстрым и может обнаруживать частоты от 1,8 до 4,2 ТГц. Ожидается, что эта разработка проложит путь к передаче данных на терагерцовой скорости.
AMO, некоммерческий исследовательский центр, базирующийся в Германии, в 2020 году учредил дочернюю компанию Black Semiconductor для коммерческого запуска фотодетекторов на основе графена. Black Semiconductor разрабатывает технологию, объединяющую кремний и графен, чтобы обеспечить массовое производство высокопроизводительной фотоники для любой электроники.
На Mobile World Congress в 2018 году компания AMO Germany продемонстрировала первый в мире полностью графеновый оптический кабель связи, способный обеспечить высочайшие скорости передачи данных в пределах 25 Гбит/с на канал.
Он состоит из модулятора графена, который кодирует электронные данные на оптический носитель. Затем электронные данные отправляются на приёмник, сделанный из графенового фотодетектора, который отвечает за преобразование полученного оптического сигнала данных обратно в электронный сигнал.
В 2021 году Graphenea, Black Semiconductor и AMO Germany присоединились к проекту ULTRAPHO – Ultra-fast Graphene Photodetectors FTI, цель которого – произвести революцию среди устройств фотонной связи, выведя на рынок новаторскую графеновую технологию.
В рамках проекта планируется расширение производственных мощностей до 10 тысяч пластин в год. Проект финансируется программой Европейской комиссии Horizon 2020.