Grafenbaserade fotodetektorer har väckt stort intresse på grund av deras exceptionella fysiska egenskaper, som inkluderar ett supersnabbt svar över ett brett spektrum, en stark elektron -elektron -interaktion och fotobärarmultiplikation. Dock, den svaga optiska absorptionen av grafen begränsar dess bildreaktion.

För att ta itu med detta, grafen har integrerats i nanokaviteter, mikrohålor, och plasmonresonatorer; än, dessa metoder begränsar fotodetektering till smala band. Hybridgrafen -kvantprickarkitekturer kan avsevärt förbättra responsen, men på bekostnad av svarshastighet. I detta forskningsprojekt, en vågledarintegrerad grafenfotodetektor demonstrerades som samtidigt uppvisar hög responsivitet, hög hastighet och bred spektralbandbredd.

Med hjälp av en metalldopad grafenkoppling som är evanscent kopplad till vågledaren, detektorn uppnår en fotoresponsivitet som överstiger 0,1 A/W tillsammans med ett nästan enhetligt svar mellan 1, 450 nm och 1, 590 nm. Under noll-bias-operation, svarsfrekvenser som överstiger 20 GHz uppnåddes, och en instrumenteringsbegränsad optisk datalänk på 12 Gbit/s bekräftades.

Responsiviteten är 0,1 A/W, vilket är jämförbart med nuvarande germanium -fotodetektorer i fotoniska integrerade kretsar av kisel. Svarsfrekvensen för enheten överstiger 20 GHz, så att systemet utför utan distorsion i en verklig 12-Gbit/s optisk datalänk. Ytterligare, denna grafenljuddetektor visar 16 gånger högre respons än konventionella grafenbaserade fotodetektorer. Dessa egenskaper har etablerat grunden för grafisk optoelektronik på chip, som ger en lovande lösning för effektiva on-chip optiska nätverk.

CFN -förmågor:CFN Nanofabrication Facility användes för att utföra avancerade tillverkningsprocesser som integrerade grafen med kisel fotoniska integrerade kretsar.