世界領先的複合半導體，現在終於被開發出來了！超快、高靈敏度

2020-10-18 博科園

英國科學家已經開發出世界領先的複合半導體(CS)技術，可以驅動未來的高速數據通信。卡迪夫大學(Cardiff University)複合半導體研究所(ICS)的一個團隊與合作者合作，創新了一種超快、高靈敏度的「雪崩光電二極體」(APD)，這種二極體產生的電子「噪音」比它的矽競爭對手要小。apd是一種高度敏感的半導體器件，它利用「光電效應」(當光照射到材料上時)將光轉化為電。

世界各地都需要速度更快、超靈敏的「雪崩光電二極體」(APD)，用於高速數據通信和自動駕駛車輛的光探測和測距(LIDAR)系統。2019年7月8日《自然光子學》上發表了這一研究成果，概述了在製造超低過剩噪聲和高靈敏度「雪崩光電二極體」(APD)方面的突破。卡迪夫大學的研究人員在塞姆魯爵士教授、集成電路科學主任、塞姆魯爵士高級工程與材料系主任黛安娜·赫奇巴克的帶領下。

與謝菲爾德大學和加州大學洛杉磯分校的加州納米系統研究所合作開發了這項技術。其研究是開發超低額外噪音和高靈敏度雪崩光電二極體，這有可能產生一種新型高性能接收器，用於網絡和傳感。該技術的創新之處在於利用分子束外延(MBE)在原子間「生長」複合半導體晶體的先進材料開發。這種特殊材料是相當複雜和具有挑戰性的合成，因為它結合了四個不同的原子，需要一種新的MBE方法。

Ser Cymru MBE設備是專門為實現未來傳感解決方案，整個具有挑戰性的材料系列而設計。Cymru共同基金研究員謝世宇博士說：結果非常重要，因為它們在非常低信號的環境下，在室溫下工作，而且非常重要的是，與目前大多數商業通信供應商使用的InP光電子平臺兼容。這些「雪崩光電二極體」(APD)應用範圍很廣，在雷射雷達或三維雷射測繪中，被用來製作高解析度的地圖，應用於地貌、地震學以及一些自動駕駛汽車的控制和導航。

其研究發現可以改變APD的全球研究領域，開發的材料可以直接替代現有的AOD。產生更高的數據傳輸速率，或實現更長的傳輸距離。卡迪夫大學副校長Colin Riordan教授表示：赫芬頓教授的Ser Cymru小組研究對於支持更廣泛複合半導體集群CS Connected的持續成功，起著至關重要的作用。CS Connected將南威爾斯的10個行業和學術夥伴聚集在一起，開發21世紀的技術，創造經濟繁榮。研究為工業帶來了直接的好處，還能應用於未來的自由空間光學通信系統。

博科園｜研究/來自：卡迪夫大學

參考期刊《自然光子學》

DOI: 10.1038/s41566-019-0477-4

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