क्रान्तिकारीसिलिकन फोटोडिटेक्टर(सि फोटोडिटेक्टर)
क्रान्तिकारी अल-सिलिकन फोटोडिटेक्टर（Si फोटोडिटेक्टर), परम्परागत भन्दा बाहिरको प्रदर्शन
कृत्रिम बुद्धिमत्ता मोडेलहरू र गहिरो तंत्रिका नेटवर्कहरूको बढ्दो जटिलतासँगै, कम्प्युटिङ क्लस्टरहरूले प्रोसेसरहरू, मेमोरी र कम्प्युट नोडहरू बीच नेटवर्क सञ्चारमा उच्च मागहरू राख्छन्। यद्यपि, विद्युतीय जडानहरूमा आधारित परम्परागत अन-चिप र इन्टर-चिप नेटवर्कहरूले ब्यान्डविथ, विलम्बता र पावर खपतको बढ्दो माग पूरा गर्न असमर्थ भएका छन्। यो अवरोध समाधान गर्न, यसको लामो प्रसारण दूरी, द्रुत गति, उच्च ऊर्जा दक्षता फाइदाहरू सहितको अप्टिकल इन्टरकनेक्शन प्रविधि, बिस्तारै भविष्यको विकासको आशा बन्छ। ती मध्ये, CMOS प्रक्रियामा आधारित सिलिकन फोटोनिक प्रविधिले यसको उच्च एकीकरण, कम लागत र प्रशोधन शुद्धताको कारणले ठूलो सम्भावना देखाउँछ। यद्यपि, उच्च-प्रदर्शन फोटोडिटेक्टरहरूको प्राप्तिले अझै पनि धेरै चुनौतीहरूको सामना गर्दछ। सामान्यतया, फोटोडिटेक्टरहरूले पत्ता लगाउने कार्यसम्पादन सुधार गर्न जर्मेनियम (Ge) जस्ता साँघुरो ब्यान्ड ग्याप भएका सामग्रीहरू एकीकृत गर्न आवश्यक छ, तर यसले थप जटिल उत्पादन प्रक्रियाहरू, उच्च लागत र अनियमित उपज पनि निम्त्याउँछ। अनुसन्धान टोलीद्वारा विकसित अल-सिलिकन फोटोडिटेक्टरले एक नवीन डुअल-माइक्रोरिङ रेजोनेटर डिजाइन मार्फत जर्मेनियमको प्रयोग बिना प्रति च्यानल १६० Gb/s को डाटा प्रसारण गति हासिल गर्यो, जसको कुल प्रसारण ब्यान्डविथ १.२८ Tb/s थियो।
हालै, संयुक्त राज्य अमेरिकाको एक संयुक्त अनुसन्धान टोलीले एक नवीन अध्ययन प्रकाशित गरेको छ, जसमा घोषणा गरिएको छ कि उनीहरूले सफलतापूर्वक अल-सिलिकन हिमस्खलन फोटोडायोड विकास गरेका छन् (APD फोटोडिटेक्टर) चिप। यो चिपमा अल्ट्रा-हाई स्पीड र कम लागतको फोटोइलेक्ट्रिक इन्टरफेस प्रकार्य छ, जसले भविष्यको अप्टिकल नेटवर्कहरूमा प्रति सेकेन्ड ३.२ टिबी भन्दा बढी डाटा स्थानान्तरण प्राप्त गर्ने अपेक्षा गरिएको छ।
प्राविधिक सफलता: डबल माइक्रोरिङ रेजोनेटर डिजाइन
परम्परागत फोटोडिटेक्टरहरूमा प्रायः ब्यान्डविथ र प्रतिक्रियाशीलता बीच असंगत विरोधाभासहरू हुन्छन्। अनुसन्धान टोलीले डबल-माइक्रोरिङ रेजोनेटर डिजाइन प्रयोग गरेर र च्यानलहरू बीचको क्रस-टकलाई प्रभावकारी रूपमा दबाएर यो विरोधाभासलाई सफलतापूर्वक कम गर्यो। प्रयोगात्मक परिणामहरूले देखाउँछन् किअल-सिलिकन फोटोडिटेक्टरयसको प्रतिक्रिया ०.४ A/W, १ nA जति कम गाढा प्रवाह, ४० GHz को उच्च ब्यान्डविथ, र -५० dB भन्दा कमको अत्यन्तै कम विद्युतीय क्रसटलक छ। यो प्रदर्शन सिलिकन-जर्मेनियम र III-V सामग्रीहरूमा आधारित हालको व्यावसायिक फोटोडिटेक्टरहरूसँग तुलना गर्न सकिन्छ।
भविष्यलाई हेर्दै: अप्टिकल नेटवर्कहरूमा नवीनताको बाटो
अल-सिलिकन फोटोडिटेक्टरको सफल विकासले प्रविधिमा परम्परागत समाधानलाई मात्र पार गरेन, तर लागतमा लगभग ४०% बचत पनि हासिल गर्यो, जसले भविष्यमा उच्च-गति, कम लागतको अप्टिकल नेटवर्कहरूको प्राप्तिको लागि मार्ग प्रशस्त गर्यो। यो प्रविधि अवस्थित CMOS प्रक्रियाहरूसँग पूर्ण रूपमा उपयुक्त छ, अत्यन्त उच्च उपज र उपज छ, र भविष्यमा सिलिकन फोटोनिक्स प्रविधिको क्षेत्रमा एक मानक घटक बन्ने अपेक्षा गरिएको छ। भविष्यमा, अनुसन्धान टोलीले डोपिङ सांद्रता घटाएर र इम्प्लान्टेशन अवस्थाहरू सुधार गरेर फोटोडिटेक्टरको अवशोषण दर र ब्यान्डविथ प्रदर्शनलाई अझ सुधार गर्न डिजाइनलाई अनुकूलन गर्न जारी राख्ने योजना बनाएको छ। साथै, अनुसन्धानले उच्च ब्यान्डविथ, स्केलेबिलिटी र ऊर्जा दक्षता प्राप्त गर्न अर्को पुस्ताको एआई क्लस्टरहरूमा अप्टिकल नेटवर्कहरूमा यो अल-सिलिकन प्रविधि कसरी लागू गर्न सकिन्छ भनेर पनि अन्वेषण गर्नेछ।
पोस्ट समय: मार्च-३१-२०२५