Lêkolînerên li Zanîngeha Penn State li Dewletên Yekbûyî gotin ku di demek nêzîk de, fîbera bingehîn a nîvconductor bixwe dikare veguheztina "elektrîk-optîk-elektrîkî" ya biha pêk bîne bêyî ku xwe bispêre veguherînerên elektrîkî-optîk (elektronîk-optîkî), û optîk-biha. veguherînerên elektronîkî li dawiya wergirtinê.

Vê îcada nû ew e ku navika sîlîkonê ya yek krîstal di kapilarek camê de bi çarçoweya hundurê 1,7 mîkron de bigihîne hev, û li her du dawiyan zexm bike û were mohrkirin da ku siliconek krîstal çêbike, bi vî rengî siliconê yek krîstal erzantir germanium û silicon yek krîstal li her du dawiyan bi hev re bike yek. . Ev lêkolîn bi hev re ji hêla profesorên Venkatraman Gopalan û John Badding ve li Beşa Zanist û Endezyariya Materyalê li Zanîngeha Penn State, û xwendekarê doktorayê Xiaoyu Ji, hate kirin.

Navek siliconek amorf di nav kapileyek camê de bi çarçoweya hundurê 1,7 mîkronan vekin

Fibera optîkî ya hêsan a ku îro tê bikar anîn tenê dikare fotonan bi lûleyek camê ya ku bi pêlekek polîmer a nerm ve hatî nixumandin biweşîne. Nîşana çêtirîn di fîbera optîkî de bi ronîkirina ji camê berbi polîmerê ve tê hilanîn, ji ber vê yekê di dema veguheztina dûr û dirêj de hema hema windabûna nîşanê tune. Mixabin, hemî daneyên ku ji komputerê têne veguheztin hewce dike ku di dawiya veguheztinê de modulên veguherîna elektro-optîkî yên biha bikar bînin.

Bi heman rengî, wergir komputerek e ku di dawiya wergirtinê de veguherînerên fotoelektrîkî yên biha hewce dike. Ji bo xurtkirina sînyalê, dûrahiya ultra-dirêj di navbera bajarên cihêreng de pêdivî bi "repeater" heye ku veguheztinek optîkî-elektrîkî ya hesastir pêk bîne, dûv re elektronan zêde bike, û dûv re jî di nav veguherînerek super elektro-optîkî re derbas bibe da ku sînyala optîkî bihêle. derbasî ya din bibe Rele di dawiyê de digihîje cihê xwe.

Lekolînwanên li Zanîngeha Penn State hêvî dikin ku fîberên optîkî yên bi nîvconduktorên zîrek dagirtî pêş bixin, û ji wan re şiyana ku bi tena serê xwe veguheztina elektrîk-optîk-elektrîkî pêk bînin. Heya nuha, tîmê lêkolînê hîn negihîştiye armanca xwe, lê bi serfirazî hemî materyalên pêwîst di fibera optîkî ya nîvconductor de berhev kiriye û îspat kiriye ku ew dikare foton û elektronan di heman demê de veguhezîne. Dûv re, ew hewce ne ku siliconek krîstalek li ser her du dawiya fîbera optîkî şêwaz bikin da ku di demek rast de veguherîna optîkî-elektrîkî û elektrîkî-optîkî ya pêwîst pêk bînin.

Badding di sala 2006-an de fersendiya karanîna fîberên dagirtî yên silicon destnîşan kir, û Ji dûv re di lêkolîna teza xwe ya doktorayê de lazer bikar anî da ku germanium silicon yek krîstal a paqij-paqijiya bilind bi kapilarên cam re bike yek. Encam mohrek monosilikonek jîr e ku 2,000 carî dirêjtir e, ku prototîpa orîjînal a bikêrhatî ya Badding vediguhezîne materyalek bazirganî.

Xiaoyu Ji, berendamek PhD di Beşa Zanistiya Materyaliyê ya Zanîngeha Penn State de, li Laboratoriya Neteweyî ya Argonne ceribandinên krîstalîzasyonê dike.

Vê navika sîlîkonê ya yek krîstal a ultra-biçûk di heman demê de destûrê dide Ji-yê ku skanerek lazerê bikar bîne da ku avahiya krîstalê ya li navenda şûşeya camê di germahiya 750-900 pileya Fahrenheit de bihelîne û safî bike, bi vî rengî ji qirêjiya siliconê ya camê dûr bikeve.

Ji ber vê yekê, ji hewildana yekem a Badding zêdetirî 10 sal derbas bû ku nîvconduktorên biaqil û fîberên optîkî yên hêsan bi heman fîbera optîk-elektrîkî re berhev dike.

Dûv re, lêkolîner dê dest bi xweşbîniyê bikin (ji bo ku fîbera biaqil bigihîje leza veguheztinê û kalîteya ku bi fîbera hêsan re were berhev kirin), û silicon germanium ji bo sepanên pratîkî, di nav de endoskop, wênekirin û lazerên fîberê, tevbigerin.