蓋世汽車訊 據外媒報導，美國維吉尼亞大學（the University of Virginia，UVA）和德克薩斯大學奧斯汀分校（University of Texas-Austin）電氣和計算機系的工程師研發了一款雪崩光電二極體，實現了創紀錄的性能，有能力變革下一代夜視成像和雷射雷達的接收器。對於雷射雷達而言，該團隊研發的低噪聲、兩微米雪崩光電二極體能夠實現功率更高的操作，而且其操作對人眼而言，非常安全。
（圖片來源：維吉尼亞大學）
此次取得突破性成果源於UVA大學電氣和計算機工程系Joe C. Campbell 和教授Lucien Carr III與UT-Austin大學Seth R. Bank教授的多年合作。Andrew H. Jones（Campbell的2020級博士研究生）和Stephen D. March（Bank教授研究小組的博士生）也參與了該項研究，而且該項目由美國國防高級計劃局和陸軍研究辦公室提供資助。
該團隊在Bank教授先進半導體外延實驗室（Advanced Semiconductor Epitaxy）製造了具備新穎光學和電子特性的數字合金，採用分子光束外延來讓該合金（由鋁、銦、砷和銻製成）生長，從而讓其結合了長波長的靈敏度、超低噪聲以及實現弱暗電流所需的設計靈活性等特性，而現有的低噪聲雪崩光電二極體材料技術目前並不具備此種靈活性。
Bank表示：「我們能夠將晶體的生長過程控制至單原子尺度，因而讓我們能夠合成自然界所不能合成的晶體，同時還能夠設計出一種完美的晶體，結合了高效光探測性能所需的基本材料特性。」
該團隊研發的雪崩光電二極體是一個理想的解決方案，適用於緊湊型、高靈敏度雷射雷達接收器。機器人、自動駕駛車輛、廣域監控和地形測繪等雷射雷達應用都需要高解析度的傳感器，能夠探測到從遠處物體反射回來的、被大大衰減的光學信號。然而，下一代雷射雷達系統的普及受到用眼安全的限制，因為雷射功率越高，對眼睛造成傷害的風險就越大。
Campbell表示：「對於雷射雷達系統而言，兩微米視窗非常完美，對眼睛來說很安全，還擴大了探測範圍。我可以預見，新款雪崩光電二極體會影響很多受益於高靈敏度探測器的關鍵技術。」
目前，該項研究被轉移至英國半導體公司IQE（為鑄造業務服務）和美國航空航天製造廠商洛克希德馬丁（Lockheed Martin），以研發具備讀出電路的光電二極體陣列。未來，這兩所大學將集中讓該雪崩光電二極體能夠在近室溫的條件下實現低噪聲操作，將工作波長進一步擴展至紅外，並將其靈敏度提高至單光子水平。