日本は、グラフェンベースの高速シリコンベースチップエミッタを開発しました

グラフェンは、電気的、光学的および熱的な側面で独特の特性を有する2次元炭素材料であり、光電子デバイスにも適用することができる。グラフェン基づいて黒体放射を近赤外及び中赤外で有望なシリコンの一種であります送信機チップ。周波数特性におけるグラフェン黒体エミッターは、定常状態又は比較的遅い変調(100kHzの)の条件で実証されているが、そのエミッタは、高速変調の過渡特性に、これまでに報告されていないが、また、グラフェンエミッタの光通信は決して確認されていません。

最近、科学技術振興機構は、通信帯域を含む高集積、高速シリコンチップ黒体放射、近赤外領域で動作帯域に基づいて、グラフェンを示す。送信機よりも、約100ピコ秒の高速応答時間を有しますこの応答時間は、単層および多層グラフェンで確認されており、グラフェン層の数に応じて、グラフェンと基板との接触によって制御することができます。エミッタ熱モデルを考慮して理論計算のための熱伝導方程式の技術は、送信機高速伝送のメカニズムを解明するために、グラフェンと基板とを含む。シミュレーション結果は、高速応答特性だけでなく、グラフェンを含む、古典的な熱を介して送信することができることを示します基板への面内熱伝導および熱放散は、基板表面極性フォノン(SPoPh)を介した遠隔量子熱伝達によっても達成することができる。

また、発光デバイス、この研究は、光通信の実験によって最初リアルタイムでグラフェン系光は、グラフェンは、光通信用光源に新たな送信機であることを証明することができる。また、大規模なグラフェンの研究者は、化学蒸着(CVD)成長を使用しました集積された2次元アレイエミッタが製造され、その表面が空気中で修正された。パッケージサイズが小さく、平面デバイス構造であるため、エミッタはファイバに直接結合された。

グラフェンエミッタは、従来の化合物半導体エミッタよりも大きな利点があります。グラフェンエミッションは簡単な製造プロセスであり、エバネセント場を介してシリコン導波路に直接結合できるため、シリコンチップ上に高度に集積することができます。高速、小型、シリコンベースのチップエミッタを実装することは、化合物半導体の課題であり、グラフェンベースのエミッタは、高度に集積化されたオプトエレクトロニクスとシリコンフォトニクスの新しい道を開くことができます。

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