NTT consigue la mayor velocidad de funcionamiento con sesgo cero de un fotodetector de grafeno

26/09/2022 - 16:50 por Business Wire

NTT consigue la mayor velocidad de funcionamiento con sesgo cero de un fotodetector de grafenoLos nuevos estudios demuestran la promesa del grafeno como material fotodetector de banda ancha y alta velocidad.

NTT Corporation («NTT») y el Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales (NIMS, por sus siglas en inglés) han logrado de forma conjunta el funcionamiento sin sesgo más rápido del mundo1 (220 GHz) de un fotodetector (FD) de grafeno 2. Además, la investigación realizada por NTT y NIMS ha aclarado por primera vez el proceso de conversión de óptico a eléctrico (O-E) en el grafeno. Este material presenta una gran sensibilidad y una respuesta eléctrica de alta velocidad a una amplia gama de ondas electromagnéticas, desde los terahercios (THz) hasta el ultravioleta (UV). Por lo tanto, es un material de fotodetección sumamente prometedor para permitir la conversión O-E de alta velocidad en rangos de longitud de onda en los que los dispositivos semiconductores actuales no pueden funcionar. Sin embargo, hasta ahora, la velocidad de funcionamiento de sesgo cero demostrada estaba limitada a 70 GHz debido a la estructura convencional del dispositivo y a los equipos de medición. Por este motivo, el desafío de los FD de grafeno es demostrar velocidades de funcionamiento de 200 GHz y aclarar las propiedades inherentes al grafeno, como el proceso de conversión de óptico a eléctrico.

En este estudio, NTT y NIMS demostraron el funcionamiento a alta velocidad de 220 GHz con un ancho de banda de 3 dB. Para ello, eliminaron el retardo de la corriente causado por la estructura del dispositivo mediante el uso de una fina película de óxido de zinc (ZnO) como material de puerta y utilizando la tecnología de espectroscopia de THz en el chip para leer la corriente a alta velocidad. En la investigación también se pudo comprobar un equilibrio entre la velocidad de funcionamiento y la sensibilidad al comparar las características de los FD fabricados con grafeno de diferentes calidades. Los resultados permitirán optimizar los FD de grafeno en función del uso que se les quiera dar, por ejemplo, en sensores ópticos que prioricen la sensibilidad o en convertidores de señales O-E que prioricen la velocidad. Esta innovadora investigación se publicó en línea en la revista científica británica Nature Photonics el 25 de agosto de 2022.

El grupo encargado de la investigación estudió la conversión O-E en el grafeno, centrándose en el efecto fototermoeléctrico (FTE)3, que permite el funcionamiento de sesgo cero necesario para mejorar el consumo de energía y la relación entre señal y ruido. Además, en la investigación se demostró que, al contrario de lo que se pensaba, el tiempo de respuesta de la corriente es casi independiente del tamaño del FD. Además, el tiempo que transcurre desde la irradiación de la luz hasta la generación de la corriente puede variar significativamente, desde menos de 100 fs hasta más de 4 ps, dependiendo de la densidad del portador.

Estos resultados demuestran el potencial del grafeno como FD de banda ancha de alta velocidad. Sin embargo, el grafeno de este experimento se obtuvo a partir de grafito, por lo que no es apto para la producción a gran escala. En el futuro, los investigadores de NTT evaluarán FD con grafeno de gran superficie que puedan producirse masivamente. Los investigadores han estado creando de forma activa materiales que no existen en la naturaleza mediante la superposición de grafeno y otros materiales bidimensionales (materiales de una o varias capas de átomos). Otro de los objetivos será buscar materiales que puedan lograr un funcionamiento aún más rápido aprovechando esta tecnología. Para conocer todos los detalles de esta innovación, consulte aquí.

1 Especialmente en el grafeno, el funcionamiento con sesgo cero es esencial para mejorar el consumo de energía y la relación entre señal y ruido.
2 Un aparato que detecta eléctricamente la luz convirtiendo las señales ópticas en señales eléctricas.
3 Cambio de la temperatura por irradiación del material con luz para generar tensión.

Acerca de NTT

NTT es un proveedor global de soluciones tecnológicas y empresariales que ayuda a los clientes a acelerar el crecimiento y a conseguir modelos de negocio digitales innovadores. Proporcionamos servicios de consultoría empresarial digital, tecnología y servicios gestionados de ciberseguridad, aplicaciones, lugar de trabajo, nube, centro de datos y redes, todo ello respaldado por nuestra amplia experiencia en el sector y la innovación. Como uno de los cinco principales proveedores de servicios de TI a nivel mundial, nuestros versátiles equipos prestan servicios en más de 190 países y regiones. Atendemos al 85% de las empresas de la lista Fortune Global 100 y a miles de otros clientes y comunidades. Con una trayectoria de 120 años de servicio y responsabilidad social, defendemos y actuamos en favor de nuestros clientes y de un mundo sostenible. Para más información acerca de NTT, visite https://www.global.ntt/.

NTT y el logotipo de NTT son marcas registradas o marcas comerciales de NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE CORPORATION o de sus filiales. Todos los demás nombres de productos mencionados son marcas comerciales de sus respectivos propietarios. © NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE CORPORATION

El texto original en el idioma fuente de este comunicado es la versión oficial autorizada. Las traducciones solo se suministran como adaptación y deben cotejarse con el texto en el idioma fuente, que es la única versión del texto que tendrá un efecto legal.

Contacts :

Contacto con la prensa:
Stephen Russell
Wireside Communications®
Para NTT
+1-804-362-7484
srussell@wireside.com


Source(s) : NTT Corporation

Publicar un comentario