研究人員開(kāi)發(fā)高度靈敏的雪崩光電二極管,助力未來(lái)的高速數(shù)據(jù)通信

據(jù)外媒報(bào)道，英國(guó)研究人員研發(fā)出全球領(lǐng)先的復(fù)合半導(dǎo)體（CS）技術(shù)，能夠?yàn)槲磥?lái)的高速數(shù)據(jù)通信提供支持。英國(guó)卡迪夫大學(xué)復(fù)合半導(dǎo)體研究院（Cardiff University＇s Institute for Compound Semiconductors，ICS）的一組研究人員與其他人合作，創(chuàng)造了一款超快、高度靈敏的雪崩光電二極管（APD），該款二極管產(chǎn)生的電子“噪音”與其他硅競(jìng)品的要小。

APD是一種利用“光電效應(yīng)”（光照射到材料時(shí)產(chǎn)生）且特別靈敏的半導(dǎo)體設(shè)備，能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)變成電。世界各地都需要速度更快、超級(jí)靈敏的APD，用于高速數(shù)據(jù)通信應(yīng)用以及自動(dòng)駕駛汽車(chē)的光探測(cè)和測(cè)距（激光雷達(dá)）系統(tǒng)。

卡迪夫大學(xué)的研究人員在先進(jìn)材料和設(shè)備Ser Cymru研究組教授、ICS的科學(xué)主任、Ser Cymru研究組高級(jí)工程和材料主席Diana Huffaker的帶領(lǐng)下，與謝菲爾德大學(xué)（University of Sheffield）、加州大學(xué)洛杉磯分校的加州納米系統(tǒng)研究所（California NanoSystems Institute）合作研發(fā)了該技術(shù)。

Huffaker教授表示：“我們的研究是為了研發(fā)出具有超低額外噪音、高靈敏度的雪崩光電二極管，從而使其成為一種高性能接收器，用于網(wǎng)絡(luò)和傳感應(yīng)用。該技術(shù)的創(chuàng)新之處在于利用分子束外延（MBE），在原子間“生長(zhǎng)”出復(fù)合半導(dǎo)體晶體，從而研發(fā)出先進(jìn)材料。此類(lèi)材料結(jié)合了四種不同的原子，需要采用新型MBE方法，因而相當(dāng)復(fù)雜，且很難合成。但是，研究人員設(shè)計(jì)了Ser Cymru MBE設(shè)備，制成能夠用于未來(lái)傳感解決方案的材料系列?！?/p>

Ser Cymru MBE設(shè)備的合作創(chuàng)立者Shiyu Xie博士表示：“我們研發(fā)的APD能夠在信號(hào)非常低的室溫環(huán)境中工作，而且非常重要的是，能夠與目前大多數(shù)商業(yè)通信供應(yīng)商使用的InP光電平臺(tái)兼容。此類(lèi)APD能用于廣泛的應(yīng)用，在激光雷達(dá)或者3D激光成像應(yīng)用中，APD能夠生成高精地圖；此外，還能用于地貌、地震學(xué)以及自動(dòng)駕駛汽車(chē)的一些控制和導(dǎo)航應(yīng)用中。我們的研究能夠改變?nèi)駻PD的研究，我們研發(fā)的材料能夠直接替代現(xiàn)有的APD，產(chǎn)生更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，或?qū)崿F(xiàn)更長(zhǎng)的傳輸距離?！?/p>

Huffaker教授補(bǔ)充表示：“我們的研究能夠?yàn)樾袠I(yè)產(chǎn)生直接效益，目前，我們正與空客公司（Airbus）和Compound Semiconductor Applications Catapult公司合作，將該技術(shù)應(yīng)用于未來(lái)自由空間光電通信系統(tǒng)?！?/p>