Neuer Geschwindigkeitsrekord von Graphen-basierten Photodetektoren bei 65 GHz

Forschern der AMO ist es in Zusammenarbeit mit der TU Wien gelungen den weltweit schnellsten Photodetektor aus Graphen herzustellen. Der Photodetektor hat eine elektro-optische Bandbreite von 65 GHz und liefert damit beste Voraussetzungen für einen Einsatz in zukünftigen Datenkommunikationssystemen. Graphen, eine zweidimensionale Schicht aus Kohlenstoff-Atomen, ist derzeit eines der vielversprechendsten Materialien für zukünftige ultraschnelle und kompakte Telekommunikationssysteme. Graphen zeichnet sich durch eine sehr hohe Ladungsträgerbeweglichkeit und eine breitbandige elektro-optische Absorption aus, und kann monolithisch auf Silizium integriert werden. In der vorliegenden Arbeit wurden Graphen Photodetektoren auf Slot-Wellenleitern hergestellt, wobei die Slot-Wellenleiter eine doppelte Funktion erfüllen. So wurden die beiden getrennten Silizium Stege einerseits genutzt um die darüber liegende Graphen-Lage gezielt elektrisch vorzuspannen um die Sensitivität des Detektors zu maximieren. Darüber hinaus konnte durch die Lichtbündelung im Slot eine stark fokussierte und zielgerichtete Absorption im Detektor erreicht werden. Mit diesen Schritten ist es den Forschern der AMO und der TU Wien gelungen eine neue Bestmarke für Graphen basierende Photodetektoren zu setzen und damit eindrucksvoll das Potential dieser Bauteile zu untermauern.
Diese Arbeit wurde durch die Europäische Kommission innerhalb des Flagship-Projekts Graphen und FWF Wissenschaftsfond finanziell gefördert.

„Controlled generation of a pn-junction in a waveguide integrated graphene photodetector“
Nano Letters, Just Accepted Manuscript, 10.1021/acs.nanolett.6b03374
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b03374
Pressemitteilung Graphen Flagschiff:
http://graphene-flagship.eu/graphene-photodetectors-set-speed-record