基于石墨烯光电

石墨烯肖特基光电探测器。

作为将石墨烯集成到硅光子学领域的重要一步，石墨烯旗舰机构的研究人员发表了一篇论文，展示了石墨烯如何为电信波长的硅光探测提供一种简单的解决方案。这项令人兴奋的研究发表在《纳米快报》上，由英国剑桥大学、以色列希伯来大学和美国约翰霍普金斯大学合作完成。

石墨烯旗舰店的使命是将石墨烯从学术实验室转化为工业和社会。这一广泛而雄心勃勃的目标一直是指导旗舰项目的首要选择;它关注的是真正有问题的领域，在那里它可以产生真正的影响，比如光通信。

光通信越来越重要，因为它们有潜力解决我们信息时代的最大问题之一:能源消耗。我们在日常生活中做的每一件事都需要信息，而所有这些信息都是由能量驱动的。如果我们想要越来越多的信息，我们需要越来越多的能源。在不久的将来，数据流量的主要消费者将是机器对机器通信和物联网(IoT)。

为了实现物联网及其所需的信息水平，目前的硅光子学遇到了一个问题:它需要的能量是我们能提供的能量的十倍。因此，如果我们想要这个新的、改进的互联网时代，就需要找到新的技术、节能的解决方案。这就是驱动基于石墨烯的光通信如此重要的原因。

在过去的几年里，光通信已经增加了他们的可行性标准的金属基电子互连。目前用于光通信的硅基光电探测器在近红外范围内的数据探测中存在较大的问题。电信行业通过将锗吸收器与标准的硅光子器件集成，已经克服了这个问题。他们已经能够利用这一过程在芯片上制造出功能齐全的设备。然而，这个过程是复杂的。

在这篇新论文中，石墨烯与硅在芯片上界面，制成高响应率肖特基势垒光电探测器。这些石墨烯基光电探测器利用雪崩乘法在1.55阳道m时获得0.37A/W的响应率。这种高响应率可与目前在硅光子学中使用的硅锗探测器相媲美。

剑桥石墨烯中心的Andrea Ferrari教授，同时也是石墨烯旗舰管理小组的主席和科学技术官员表示;“这是一个重要的结果，它证明了石墨烯可以通过制造更简单、更便宜、在不同波长下工作的设备来与当前的技术水平竞争。”从而为石墨烯集成硅光子学铺平了道路。”

来自剑桥大学的Ilya Goykhman博士是该论文的第一作者，他说;“我们的愿景是让石墨烯在实现光通信技术方面发挥重要作用。这是迈向这一目标的第一步，在接下来的两年里，晶圆规模的集成和旗舰的光电子工作包的目标就是真正实现这一目标。”

在进一步谈论石墨烯旗舰产品及其合作研究方法时，法拉利教授评论道:“在能源消耗方面，石墨烯可以打败目前的硅光子技术。石墨烯旗舰公司正在投入大量资源进行晶片规模的集成，创建一个新的工作包。我们已经确定了一个愿景，将石墨烯作为数据通信的支柱，我们计划在2018年建立一个传输4x28 GB/s数据的电信银行。这篇纳米快报论文的研究是实现这一愿景的第一步，它的重要性已经被爱立信和阿尔卡特朗讯等公司清楚地认识到，他们已经加入旗舰帮助开发它。”

“我们已经展示了探测器的潜力，但我们还需要生产基于石墨烯的调制器，以拥有一个完整的、低能量的光通信系统，旗舰公司正在努力解决这个问题。旗舰已经在正确的地点、正确的时间召集了正确的人员，共同朝着这个目标努力。欧洲将处于这项技术的最前沿。对于欧洲来说，这是一个巨大的挑战，同时也是一个巨大的机遇，因为这些设备具有如此高的附加值，在欧洲生产设备将具有成本效益——保持该技术在欧洲共同体内的价值，”法拉利教授说。