Графеновые излучатели впервые применили в оптических коммуникациях

Источники света на основе графена имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными полупроводниковыми излучателями. Они компактны, имеют высокое быстродействие, хорошо интегрируются в кремниевые чипы благодаря простой технологии производства и напрямую подключаются к кремниевому волноводу через исчезающее (evanescent) поле. Благодаря этому графеновые источники могут находить применение в новых устройствах интегрированной оптоэлектроники и кремниевой фотоники.

Группа японских учёных в публикации Nature Communications впервые продемонстрировала сверхбыстродействующие интегрированные на чипе графеновые излучатели для ближнего инфракрасного диапазона, включающего телекоммуникационные частоты.

Высокая скорость отклика, порядка 100 пикосекунд, на два порядка превышающая быстродействие прежних графеновые излучателей, была продемонстрирована экспериментально для монослоя и для нескольких слоёв графена.

Механизм такого высокоскоростного излучения со спектром чёрного тела был объяснён с помощью теоретических расчётов: решения уравнений теплопроводности для тепловой модели излучателя, включающей графен и подложку. Результаты симуляции свидетельствуют, что вклад в характеристики быстрого отклика вносят не только классический тепловой транспорт в графене и диффузия тепла в подложку, но и дистанционный квантовый транспорт через поверхностные полярные фононы.

Авторы также впервые реализовали коммуникации в реальном времени с графеновыми светоизлучателями. Эти устройства были изготовлены методом химического осаждения из газовой фазы и напрямую подключались к оптоволокну, а защитное покрытие позволяло им работать на открытом воздухе.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

ko.com.ua