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Lichtgeschwindigkeitskommunikation: Graphenbasierte Optoelektronik

Lichtgeschwindigkeitskommunikation: Graphenbasierte Optoelektronik

Der Fortschritt in der digitalen Kommunikation könnte in Zukunft durch die Menge an Energie beeinträchtigt werden, die für die Stromversorgung erforderlich ist. Standard-Siliziumphotonik benötigt Energie, die um eine Größenordnung größer ist als derzeit verfügbar. Die energieeffiziente Optoelektronik auf Graphenbasis verspricht, dies zu beheben.

[Bildquelle: Cambridge - Dr. Ilya Goykhman]

Die Verwendung von Standardelektronik auf Metallbasis in der Telekommunikation wurde in den letzten Jahren durch die optische Kommunikation in Frage gestellt - aber die neue Technologie ist nicht ohne Probleme. Um den Bereich der nachweisbaren Daten im elektromagnetischen Spektrum zu erweitern, hat die Industrie Germaniumabsorber in photonische Standardgeräte aus Silizium integriert. Jetzt haben Forscher einen einfacheren Ansatz für die Herstellung hochempfindlicher Fotodetektoren identifiziert.

In einer von einer internationalen Zusammenarbeit von Universitäten durchgeführten Forschung haben Wissenschaftler Graphen in Silizium integriert, um mithilfe der Lawinenmultiplikation eine Empfindlichkeit von 0,37 A / W bei 1,55 μm zu erreichen. 'Dies ist ein bedeutendes Ergebnis, das beweist, dass Graphen mit dem aktuellen Stand der Technik konkurrieren kann, indem Geräte hergestellt werden, die einfacher, billiger und bei verschiedenen Wellenlängen hergestellt werden können. Dies ebnet den Weg für die Graphen-integrierte Siliziumphotonik “, berichtete Co-Autorin Professor Andrea Ferrari, Direktorin des Cambridge Graphene Centre und Vorsitzende des Management Panels des Graphen-Flaggschiffs.

Dr. Ilya Goykhman, Hauptautorin und Senior Research Associate am Cambridge Graphene Centre, sagte: „Die Vision hier ist, dass Graphen eine wichtige Rolle bei der Ermöglichung optischer Kommunikationstechnologien spielt. Dies ist ein erster Schritt in diese Richtung, und in den nächsten zwei Jahren besteht das Ziel der Arbeitspakete für die Integration und Optoelektronik im Wafer-Maßstab des Flaggschiffs darin, dies wirklich zu verwirklichen. '

Professor Ferrari leitet das Graphen-Flaggschiff, eines der ersten 10-jährigen Flaggschiffe für Zukunft und aufstrebende Technologien (FET) in Europa, mit dem Ziel, die Erforschung von Graphen aus der Wissenschaft in die Gesellschaft zu bringen. Er erklärte:

'Graphen kann die derzeitige photonische Siliziumtechnologie hinsichtlich des Energieverbrauchs übertreffen. Das Graphen-Flaggschiff investiert mit der Erstellung eines neuen Arbeitspakets viele Ressourcen in die Integration im Wafer-Maßstab. Wir haben eine Vision identifiziert, in der Graphen das Rückgrat für die Datenkommunikation ist, und wir planen, bis 2018 eine Telekommunikationsbank zu haben, die 4 x 28 GB / s übertragen kann. Die Forschung in diesem Nano Letters-Papier ist der erste Schritt zur Erreichung dieser Vision Die Bedeutung wird von Unternehmen wie Ericsson und Alcatel-Lucent, die sich dem Flaggschiff angeschlossen haben, um es weiterzuentwickeln, klar erkannt. '

Weitere Arbeiten sind erforderlich, sagte Professor Ferrari: „Wir haben das Potenzial des Detektors aufgezeigt, aber wir müssen auch einen Modulator auf Graphenbasis herstellen, um ein vollständiges optisches Telekommunikationssystem mit niedriger Energie zu haben, und das Flaggschiff arbeitet hart an diesem Problem. Das Flaggschiff hat die richtigen Leute zur richtigen Zeit am richtigen Ort gesammelt, um gemeinsam auf dieses Ziel hinzuarbeiten. Europa wird auf dem neuesten Stand dieser Technologie sein. Dies ist eine große Herausforderung und eine große Chance für Europa, da die Geräte einen so hohen Mehrwert bieten, dass die Herstellung des Geräts in Europa kostengünstig ist und der Wert der Technologie innerhalb der Europäischen Gemeinschaft erhalten bleibt. '

Lesen Sie hier die Forschungsergebnisse des Teams.

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Via: Cambridge

Geschrieben von Jody Binns

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