什么技术可制造基于石墨烯的光子器件?
启用石墨烯的光子器材具有多个优点。它们吸收从紫外线到远红外的光,这答应进行超宽带通讯。石墨烯设备可以具有极高的载流子(电子和空穴)迁移率,然后完成了超越功能最佳的以太网络的数据传输,然后突破了每秒100吉比特的障碍。
减少电信和数据通讯的能源需求对于提供更可持续的解决方案至关重要。现在,信息和通讯技能现已占所有温室气体排放量的近4%,与航空业的碳脚印适当,估计到2040年将增加到约14%。“在石墨烯中,几乎所有光能都可以将其转换为电信号,然后大大降低了功耗并最大化了效率。” Romagnoli弥补说。
石墨烯光子学和光电子学的旗舰主管Frank Koppens说:“这是第一次将高质量的石墨烯集成到晶圆规划。这项作业经过提醒高产量和高速吸收的调制器而表现出相关性。这些令人瞩目的成就使石墨烯设备的商业化非常接近5G通讯。”
石墨烯旗舰产品的科学技能官兼管理小组主席Andrea C. Ferrari弥补说:“这项作业是石墨烯旗舰产品的一个重要里程碑。学术界和工业界合作伙伴之间的密切合作最终开发了一种晶圆级工艺,用于石墨烯集成。石墨烯铸造厂不再是遥不行及的方针,而是从今天开始。”
咱们的国际比以往任何时候都更需求可靠的电信。可是,设备在巨细和本钱(尤其是功耗)方面存在局限性,这与温室气体排放量相关。石墨烯可以改动这种情况,并改动宽带的未来。现在,石墨烯的研究人员现已规划了一种晶圆级制作技能,该技能得益于预订的石墨烯单晶模板,可以集成到硅晶圆中,然后完成自动化并为大规划出产铺平了路途。
经过选用单晶石墨烯阵列,可以完成新的制作技能。IIT石墨烯实验室协调员卡米拉·科莱蒂(Camilla Coletti)解释说:“传统上,在瞄准晶圆规划集成时,首先要生长晶圆巨细的石墨烯层,然后将其搬运到硅上。” 她弥补说:“在晶片上搬运一层原子的石墨烯,同时坚持其完整性和质量是具有挑战性的。这项作业中选用的晶体,生长和搬运技能保证了晶圆级高迁移率石墨烯恰好在需求的当地:对于调制器等光子器材的可扩展制作而言,这是一个巨大优势,” Coletti持续说道。
据估计,到2023年,全国际将出现超越280亿个互联设备,其间大多数将需求5G。这些具有挑战性的要求将需求新技能。石墨烯旗舰合作伙伴CNIT,链接的第三方INPHOTEC和相关成员CamGraphiC共同领导了这项研究。他弥补说:“这种办法使咱们可以在一个晶圆中取得超越12000个石墨烯晶体,与咱们需求启用石墨烯的光子器材所需的切当配置和布置相匹配。” 此外,该进程与现有的自动化制作体系兼容,这将加快其工业使用和施行。
在《天然通讯》的另一本出版物中,石墨烯旗舰合作伙伴CNIT,意大利Istituto Italiano di Tecnologia(IIT)的研究人员,诺基亚(包括他们在意大利和德国的团队,与石墨烯旗舰相关的第三方INPHOTEC和Tecip的研究人员)使用了这种办法。为了演示这一办法:“咱们使用咱们的技能来规划高速石墨烯光电探测器,” Coletti说。她弥补说:“这些进展将共同加快根据石墨烯的光子器材的商业完成。”