استفاده از تشخیص‌دهنده‌های نوری گرافنی در تراشه‌های کامپیوتری فوق سریع
امروزه غالبا اطلاعات به کمک ابزارهایی مثل فیبر نوری و توسط نور منتقل می‌شوند. با این حال تراشه کامپیوتری هنوز کارکرد الکترونیکی دارد. جایی بین جریان اطلاعات نوری و تراشه‌های الکترونیکی، لازم است فوتون‌ها با استفاده از دتکتورها یا تشخیص‌دهنده‌های نوری به الکترون تبدیل شوند.
به گزارش ایسنا ، محققان دانشکده تکنولوژی وینا به تازگی فوتودتکتورهای گرافن را با تراشه سیلیکونی استاندارد ترکیب کرده‌اند. این سازه می‌تواند نور را از تمام فرکانس‌های مهمش که در ارتباط از راه دور مورد استفاده قرار می‌گیرد دریافت کرده و به پیام‌های الکتریکی تبدیل کند. نتیجه این مطالعه در مجله Nature Photonics به چاپ رسیده است.
هم مراجع علمی – دانشگاهی و هم صنایع بسیار به گرافن امید بسته‌اند. این ماده از لایه منفردی از اتم‌های کربن تشکیل شده است که به صورت شش تایی در کنار هم قرار گرفته‌اند و خصوصیات فوق عادی دارد. دو سال پیش محققان اعلام کردند که گرافن برای تبدیل نور به جریان الکتریکی بسیار کارآمد است.
مواد زیادی وجود دارند که می‌توانند نور را به جریان الکتریکی تبدیل کنند، اما گرافن این کار را با سرعت بسیار بالا امکان‌پذیر می‌سازد؛ بنابراین هر جا که قرار است حجم بالایی از اطلاعات در دوره زمانی کوتاهی تبدیل شود، گرافن احتمالا اولین ماده انتخابی در آینده خواهد بود.
در این فوتودتکتور جدید، یک موج‌بر بسیار باریک با قطری در حدود 200 تا 500 نانومتر پیام‌های نوری را به لایه گرافن منتقل می‌کند. در آنجا نور به پیام الکتریکی تبدیل می‌شود که بعدا می‌تواند در تراشه مورد پردازش قرار بگیرد.
در حال حاضر تلاش‌هایی برای تولید فوتودتکتوراز دیگر مواد همچون ژرمانیوم به انجام رسیده که مستقیما در داخل تراشه مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال این مواد نور را صرفا در دامنه خاصی از طول موج‌ها پردازش می‌کنند، در حالی که گرافن می‌تواند تمام طول موج‌هایی را که در ارتباطات از راه دور مورد استفاده قرار می‌گیرد، به خوبی تبدیل کند.
فوتودتکتورهای گرافنی نه تنها بسیار سریع هستند، بلکه می‌توانند به صورت بسیار فشرده ساخته شوند. 20 هزار دتکتور در داخل یک تراشه با مساحت سطحی تنها یک سانتیمتر مربع جای می‌گیرد. از نظر تئوریکی چنین تراشه‌ای می‌تواند اطلاعات را از 20 هزار کانال اطلاعاتی مختلف در خود ذخیره کند. این انتقال اطلاعات علاوه بر سرعت بسیار بالا، میزان انرژی بسیار کمی نیز مصرف می‌کند.
No tags for this post.
