В Технологическом Институте Карлсруэ (KIT) разработан новый, сверхкомпактный тип фотодетектора для оптических коммуникаций. Инженерам удалось без ущерба для функциональности сенсора уменьшить площадь его основания до одного квадратного микрометра, что делает это устройство самым миниатюрным в мире в своей категории.

В экспериментах, о которых рассказывается в журнале Optica, с новым детектором достигнута скорость приёма данных до 40 Гб/с. Обычно такая производительность характерна для устройств, размеры которых на два порядка больше. Радикально уменьшенные габариты впервые сделали осуществимой интеграцию фотодетектора на общий КМОП-чип с электронными компонентами.

Воплотить малогабаритный фотодетектор в реальность удалось благодаря использованию поверхностных плазмонных поляритонов (SPP), электромагнитных волн высокой концентрации, возникающих на поверхностях раздела металлов и диэлектриков, и процесса внутренней фотоэмиссии.

Для повышения эффективности поглощения и преобразования света носители заряда генерируются на переходе титан-кремний и переносятся на интерфейс золото-кремний. Дистанция между двумя интерфейсами составляет менее 150 нм: именно такая геометрия обеспечивает высокое быстродействие фотодетектора.

Продемонстрированный в работе новый подход к детектированию оптических сигналов, по мнению профессора KIT Христиана Куза (Christian Koos), делает возможным генерирование и обнаружение электромагнитных сигналов с производительностью терагерцевого уровня.