Подразделение электронного гиганта IBM, лаборатория IBM Research, продемонстрировало общественности новую разработку в области передачи данных по оптическому каналу. В качестве канала между истоком и стоком на полевом транзисторе, работающем с пропускной способностью 10 Гбит/с, был использован графен.

Графен привлекает исследователей высокой подвижностью носителей заряда и тем, что он способен поглощать излучение в широком диапазоне длин волн (от 300 нм до 6 мкм и выше). К недостаткам материала относится чрезвычайно быстрая рекомбинация образующихся при поглощении фотонов электронов и дырок.

Проблему разделения электронно-дырочных пар авторы решили с помощью электрического поля, которое возникает в месте контакта графена с электродами. Для создания датчиков — полевых транзисторов с графеновыми каналами — были использованы палладиевые и титановые электроды, образующие встречно-штыревые структуры.

При таком расположении получаемые «встроенные» поля действуют по всей площади устройств, — поясняет участник исследования Федон Авурис (Phaedon Avouris). — Кроме того, нет нужды в подаче напряжения смещения, что позволяет избавиться от ненужного шума. Палладиевые электроды служили истоками, а титановые — стоками.

Вертикально-ориентированный фотодетектор вида «металл-графен-металл» позволяет достичь показателя 6,1 миллиампер на ватт при длине волны 1,55 микрон, но при этом показывает высокую эффективность работы с полосой пропускания – от 0,3 до 6 микрон. В будущем, материалы на основе графена могут быть использованы для построения надежных и скоростных каналов связи, а так же для дистанционного зондирования, экологического мониторинга и контроля.

Внешняя фоточувствительность датчиков с одно- и многослойным графеном. Как можно заметить, оптимальный результат дает двухслойный материал

В прошлом году IBM показала, что графен может быть использован для изготовления фотодетекторов с полосой пропускания до 40 Гбит/с и предсказала, что при переходе на палладий в качестве материала для изготовления электродов, в ближайшем будущем станет возможным преодоление порога скорости в 1 ТГц.

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Nature Photonics.