വിപ്ലവകാരിസിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ(Si ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ)
വിപ്ലവകരമായ പൂർണ്ണ-സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ (Si ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ) പരമ്പരാഗത പ്രകടനത്തിന് അപ്പുറത്തേക്ക്
ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് മോഡലുകളുടെയും ഡീപ് ന്യൂറൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെയും വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന സങ്കീർണ്ണതയോടെ, കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ക്ലസ്റ്ററുകൾ പ്രോസസ്സറുകൾ, മെമ്മറി, കമ്പ്യൂട്ട് നോഡുകൾ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള നെറ്റ്‌വർക്ക് ആശയവിനിമയത്തിന് ഉയർന്ന ആവശ്യകതകൾ ചുമത്തുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഇലക്ട്രിക്കൽ കണക്ഷനുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പരമ്പരാഗത ഓൺ-ചിപ്പ്, ഇന്റർ-ചിപ്പ് നെറ്റ്‌വർക്കുകൾക്ക് ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, ലേറ്റൻസി, വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം എന്നിവയ്ക്കുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യം നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്നില്ല. ഈ തടസ്സം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ദീർഘമായ ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം, വേഗത, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർകണക്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ക്രമേണ ഭാവി വികസനത്തിന്റെ പ്രതീക്ഷയായി മാറുന്നു. അവയിൽ, ഉയർന്ന സംയോജനം, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, പ്രോസസ്സിംഗ് കൃത്യത എന്നിവ കാരണം CMOS പ്രക്രിയയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക് സാങ്കേതികവിദ്യ വലിയ സാധ്യതകൾ കാണിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുടെ സാക്ഷാത്കാരം ഇപ്പോഴും നിരവധി വെല്ലുവിളികൾ നേരിടുന്നു. സാധാരണയായി, കണ്ടെത്തൽ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ ജെർമേനിയം (Ge) പോലുള്ള ഇടുങ്ങിയ ബാൻഡ് വിടവുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ സംയോജിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്, എന്നാൽ ഇത് കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾ, ഉയർന്ന ചെലവുകൾ, ക്രമരഹിതമായ വിളവുകൾ എന്നിവയിലേക്കും നയിക്കുന്നു. ഗവേഷണ സംഘം വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത പൂർണ്ണ സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ, നൂതനമായ ഒരു ഡ്യുവൽ-മൈക്രോറിംഗ് റെസണേറ്റർ രൂപകൽപ്പനയിലൂടെ, ജെർമേനിയം ഉപയോഗിക്കാതെ തന്നെ ഒരു ചാനലിന് 160 Gb/s എന്ന ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷൻ വേഗതയും, മൊത്തം ട്രാൻസ്മിഷൻ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് 1.28 Tb/s എന്നതും കൈവരിച്ചു.
അടുത്തിടെ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലെ ഒരു സംയുക്ത ഗവേഷണ സംഘം ഒരു നൂതന പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, അവർ ഒരു പൂർണ്ണ സിലിക്കൺ അവലാഞ്ച് ഫോട്ടോഡയോഡ് വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചതായി പ്രഖ്യാപിച്ചു (APD ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ) ചിപ്പ്. ഈ ചിപ്പിന് അൾട്രാ-ഹൈ സ്പീഡും കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഇന്റർഫേസ് ഫംഗ്ഷനുമുണ്ട്, ഇത് ഭാവിയിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിൽ സെക്കൻഡിൽ 3.2 Tb-യിൽ കൂടുതൽ ഡാറ്റാ കൈമാറ്റം കൈവരിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
സാങ്കേതിക മുന്നേറ്റം: ഇരട്ട മൈക്രോറിംഗ് റെസൊണേറ്റർ ഡിസൈൻ
പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് പലപ്പോഴും ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തിനും പ്രതികരണശേഷിക്കും ഇടയിൽ പൊരുത്തപ്പെടുത്താനാവാത്ത വൈരുദ്ധ്യങ്ങളുണ്ട്. ഇരട്ട-മൈക്രോറിംഗ് റെസൊണേറ്റർ ഡിസൈൻ ഉപയോഗിച്ചും ചാനലുകൾ തമ്മിലുള്ള ക്രോസ്-ടോക്ക് ഫലപ്രദമായി അടിച്ചമർത്തിയും ഗവേഷണ സംഘം ഈ വൈരുദ്ധ്യം വിജയകരമായി ലഘൂകരിച്ചു. പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത്പൂർണ്ണ-സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ0.4 A/W പ്രതികരണം, 1 nA വരെ കുറഞ്ഞ ഇരുണ്ട വൈദ്യുതധാര, 40 GHz ന്റെ ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, −50 dB-യിൽ താഴെയുള്ള വളരെ കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത ക്രോസ്‌സ്റ്റാക്ക് എന്നിവയുണ്ട്. ഈ പ്രകടനം സിലിക്കൺ-ജെർമാനിയം, III-V വസ്തുക്കൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിലവിലുള്ള വാണിജ്യ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്.
ഭാവിയിലേക്ക് നോക്കുന്നു: ഒപ്റ്റിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിലെ നവീകരണത്തിലേക്കുള്ള പാത.
ഓൾ-സിലിക്കൺ ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ വിജയകരമായ വികസനം സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ പരമ്പരാഗത പരിഹാരത്തെ മറികടക്കുക മാത്രമല്ല, ചെലവിൽ ഏകദേശം 40% ലാഭിക്കുകയും ചെയ്തു, ഭാവിയിൽ അതിവേഗ, കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ യാഥാർത്ഥ്യമാക്കുന്നതിന് വഴിയൊരുക്കി. നിലവിലുള്ള CMOS പ്രക്രിയകളുമായി ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പൂർണ്ണമായും പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, വളരെ ഉയർന്ന വിളവും വിളവും ഉണ്ട്, കൂടാതെ ഭാവിയിൽ സിലിക്കൺ ഫോട്ടോണിക്സ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ മേഖലയിലെ ഒരു സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഘടകമായി മാറുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഭാവിയിൽ, ഡോപ്പിംഗ് സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും ഇംപ്ലാന്റേഷൻ അവസ്ഥകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെയും ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിന്റെ ആഗിരണം നിരക്കും ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പ്രകടനവും കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി ഡിസൈൻ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നത് തുടരാൻ ഗവേഷണ സംഘം പദ്ധതിയിടുന്നു. അതേസമയം, ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത്, സ്കേലബിളിറ്റി, ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമത എന്നിവ കൈവരിക്കുന്നതിന് അടുത്ത തലമുറ AI ക്ലസ്റ്ററുകളിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിൽ ഈ ഓൾ-സിലിക്കൺ സാങ്കേതികവിദ്യ എങ്ങനെ പ്രയോഗിക്കാമെന്ന് ഗവേഷണം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും.
പോസ്റ്റ് സമയം: മാർച്ച്-31-2025