Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer ControlsComputer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Grafenowo-krzemowe fotodetektory do aplikacji w układach IoT

ghost666 31 Lip 2016 13:40 3432 3
  • Grafenowo-krzemowe fotodetektory do aplikacji w układach IoT
    Grafen - atomowo cienka warstwa atomów węgla - znana jest z wielu fenomenalnych własności, jednakże ma także szereg wad. Jedną z nich jest brak przerwy energetycznej, jednakże z uwagi właśnie na tą cechę grafen skupia na sobie także zainteresowanie naukowców, gdyż zamknięta przerwa energetyczna pozwala na aplikację tego materiału w nowatorskich układach optoelektronicznych. Z uwagi na brak przerwy energetycznej materiał ten jest w stanie absorbować światło w szerokim zakresie długości fali od promieniowania terahercowego do światła widzialnego.

    W ramach projektu Graphene Flagship naukowcy z wielu europejskich uczelni pracują m.in. nad stworzeniem fotodetektora integrującego w sobie grafen i krzem w postaci detektora z barierą Schottkiego.

    Fotodetektory używane zazwyczaj do detekcji światła widzialnego wytwarzane są jako złącze metal-półprzewodnik. Jest to kluczowy element łącz optoelektronicznych. Oznacza to, że wykorzystanie opartych na grafenie fotodetektorów może przyczynić się do zmniejszenia ilości energii pobieranej przez wiele układów elektronicznych, co jest szczególnie istotne w przypadku np. systemów Internetu Rzeczy.

    Nowy fotodetektor osiąga czułość na poziomie 0,37 A/W przy wykorzystaniu światła 1550 nm. Jest to wartość dosyć wysoka w porównaniu do typowych krzemowo-germanych detektorów, jakie używa się aktualnie. Dodatkowo, detektory takie wykazują istotne ograniczenia, jeśli chodzi o pracę w podczerwieni, z uwagi na niską energię fotonów z tego zakresu i dużą przerwę energetyczną krzemu. Aby ją zmniejszyć stosuje się układy oparte na germanie, jednakże są one drogie. Połączenie krzemu z grafenem jest także o wiele tańsze niż układy germanowe.

    "To bardzo istotny rezultat, który pokazuje, że grafen konkurować może z najnowocześniejszymi detektorami w zakresie prostych w produkcji, niedrogich i czułych fotodetektorów dla różnych długości fali" mówi profesor Andrea Ferrari z Graphene Center w Cambridge. Reszta zespołów z Graphene Flagship jest także optymistyczna, jeśli chodzi o znaczenie tego odkrycia dla rozwoju systemów IoT. "To pierwszy krok w kierunku komunikacji optycznej na platformach IoT; w ciągu najbliższych dwóch lat planowana jest integracja w układach tego rodzaju systemów optoelektronicznych z innymi elementami" mówi Ilya Goykhman z University of Cambridge.

    Spodziewać się można, że w ramach projektu Graphene Flagship wiedza zdobyta przy okazji opracowywania fotodetektorów zostanie także wykorzystana do projektowania modulatorów. Wykorzystanie grafenu do produkcji tego rodzaju elementów pozwolić powinno na stworzenie systemów telekomunikacyjnych pracujących z wykorzystaniem fotonów o niskiej energii, co ma istotne znaczenie dla rozwoju systemów IoT.

    Źródło: https://www.eeweb.com/blog/eeweb/graphene-silicon-photodetector-could-lead-to-new-iot-developments

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9660 postów o ocenie 7750, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #2
    Ba_rt
    Poziom 12  
    ghost666 napisał:
    Z uwagi na brak przerwy energetycznej materiał ten jest w stanie absorbować światło w szerokim zakresie długości fali od promieniowania terahercowego do światła widzialnego.

    Światło widzialne to promieniowanie terahercowe...
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #3
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Ba_rt napisał:
    ghost666 napisał:
    Z uwagi na brak przerwy energetycznej materiał ten jest w stanie absorbować światło w szerokim zakresie długości fali od promieniowania terahercowego do światła widzialnego.

    Światło widzialne to promieniowanie terahercowe...


    Nie, promieniowanie terahercowe to zakres od promieniowania elektromagnetycznego od 1 mm do 100 µm, a promieniowanie widzialne od 400 nm do ok 800 nm.
  • #4
    Ba_rt
    Poziom 12  
    Racja, mój błąd. Dziwna ta terminologia - światło widzialne to też częstotliwości rzędu teraherców.