Graphen arbeitet mit zweidimensionalen Kristallen zusammen, um die Datenkommunikation zu beschleunigen | 2020

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Anonim

In der jüngsten Arbeit veröffentlicht in Natur Nanotechnologie , hat die von Prof. Frank Koppens am ICFO geleitete Forschungsgruppe gezeigt, dass ein zweidimensionaler Kristall in Kombination mit Graphen die Fähigkeit besitzt, optische Impulse mit einer Antwort von weniger als zehn Pikosekunden bei gleichzeitig hoher Effizienz zu erfassen. Mit ultraschnellen Laserpulsen haben die Forscher eine Rekordempfindlichkeit für eine Heterostruktur aus zweidimensionalen Materialien gezeigt. Diese neuen Materialien gewinnen aufgrund ihrer erstaunlichen und vielfältigen Eigenschaften immer mehr an Aufmerksamkeit.

Ein wichtiger Vorteil dieser Bauelemente auf der Basis von Graphen und anderen zweidimensionalen Materialien besteht darin, dass sie mit Siliziumphotonik monolithisch integriert werden können, was eine neue Klasse von integrierten photonischen Schaltkreisen ermöglicht. Obwohl sich diese Studie auf die intrinsischen Eigenschaften des Photodetektionsgeräts konzentriert hat, besteht der nächste Schritt darin, einen Prototyp einer photonischen Schaltung zu entwickeln und Wege zu erkunden, um die Produktion dieser Geräte in großem Maßstab zu verbessern.

Während Prof. Frank Koppens kommentiert: "Es ist bemerkenswert, wie hoch die Leistungsfähigkeit eines nur wenige Nanometer dicken Materials ist", erklärt der ICFO-Forscher Mathieu Massicotte und Erstautor dieser Studie: "Jeder wusste, dass Graphen ultraschnelle Fotodetektoren herstellen kann, aber verwandte Zweidimensionale Kristalle blieben noch weit zurück. In unserer Arbeit zeigen wir, dass wir durch die Kombination dieser beiden Materialien einen Fotodetektor erhalten, der nicht nur ultraschnell, sondern auch hocheffizient ist. "

Die Ergebnisse dieser Studie haben gezeigt, dass das Stapeln von halbleitenden 2D-Materialien mit Graphen in Heterostrukturen zu neuen, schnellen und effizienten optoelektronischen Anwendungen führen kann, beispielsweise zu integrierten Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen.