إن تي تي تُنجز أسرع عملية انحياز صفري في العالم لكاشف الجرافين الضوئي

(بزنيس واير): حقّقت شركة "إن تي تي كوربوريشن" (المُشار إليها فيما يلي بـ "إن تي تي") بالتعاون مع المعهد الوطني لعلوم المواد (المُشار إليه فيما يلي بـ"إن آي إم إس") أسرع عملية انحياز صفري في العالم¹ (220 جيجاهرتز) لكاشف الجرافين الضوئيّ (المُشار إليه  فيما يلي بـ"بيه دي")². وأوضح البحث الذي أجرته كلّ من "إن تي تي" و"إن آي إم إس" عملية تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية ("أو-إي") في الجرافين للمرّة الأولى. وتتمتّع مادة الجرافين بحساسية عالية واستجابة كهربائية فائقة السرعة لمجموعة واسعة من الموجات الكهرومغناطيسية، من تيراهرتز إلى الأشعة فوق البنفسجية. وبالتالي، فهي مادة واعدة للكشف الضوئي تمكّن تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية بسرعة فائقة في نطاقات الطول الموجي حيث لا يمكن تشغيل أجهزة أشباه الموصلات الحالية. ومع ذلك، وحتى الآن، لم تتجاوز سرعة التشغيل ذي الانحياز الصفري الموضحة 70 جيجاهرتز نتيجةً للبنية التقليدية الجهاز ومعدات القياس. وعليه، يكمن التحدي الذي يواجه كاشفات الجرافين الضوئية في تحقيق سرعات تشغيل تصل إلى 200 جيجاهرتز وتوضيح الخصائص الكامنة للجرافين، مثل عملية تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية.

ومن خلال هذه الدراسة، عرضت "إن تي تي" والمعهد الوطني لعلوم المواد عملية فائقة السرعة بعرض نطاق تردد القطع "3دي بي" يبلغ 220 جيجاهرتز عن طريق إزالة التأخير الحالي الناجم عن بنية الجهاز وذلك باستخدام طبقة رقيقة من أكسيد الزنك كما في مادة البوابة وباستخدام تقنية التحليل الطيفي للمجال الزمني تيراهرتز على الرقاقة لقراءة التيار بسرعة فائقة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر البحث مفاضلةً بين سرعة التشغيل والحساسية من خلال مقارنة خصائص كاشفات الجرافين الضوئية المصنّعة من مادة الجرافين بمختلف نوعياتها. وستمكّن نتائج هذه الدراسة من تحسين جودة الجرافين في كاشفات الجرافين الضوئية وفقاً للاستخدام المقصود، كما هو الحال في المستشعرات الضوئية التي تعطي الأولوية للحساسية أو محولات الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية التي تعطي الأولوية للسرعة. ونُشر هذا البحث الرائد على الإنترنت في المجلة العلمية البريطانية "نايتشر فوتونيكس" في 25 أغسطس 2022.

ودرست مجموعة البحث عملية تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية في الجرافين، مع التركيز على التأثير الكهروحراري الضوئي³، الذي يتيح التشغيل ذات الانحياز الصفري المطلوب لتحسين استهلاك الطاقة ونسبة الإشارة إلى الضجيج. علاوة على ذلك، أظهر البحث أنّ وقت الاستجابة الحالي، وعلى عكس الفهم التقليدي، يكاد يكون مستقلاً عن حجم كاشف الجرافين الضوئي. كما يمكن أن يتغير الوقت من الإشعاع الضوئي إلى الجيل الحالي بشكل كبير من أقل من 100 فيمتو ثانية إلى أكثر من 4 بيكو ثانية، اعتماداً على كثافة الموجة الحاملة.

وتوضح هذه النتائج إمكانات الجرافين بضفته كاشفاً ضوئياً عريض النطاق وفائق السرعة. ومع ذلك، تم تجريد الجرافين في هذه التجربة من الجرافيت، ما يجعلها غير مناسبة للإنتاج الضخم. وسيُقيّم باحثو "إن تي تي" كاشفات الجرافين الضوئية باستخدام مساحة كبيرة من الجرافين يُمكن إنتاجها بكميات كبيرة في المستقبل. وعمل الباحثون بنشاط على ابتكار مواد غير موجودة في الطبيعة عن طريق وضع طبقات من الجرافين ومواد أخرى ثنائية الأبعاد (مواد ذات طبقة ذرية مفردة أو متعددة الطبقات). كما سيبحثون عن المواد التي يمكنها تحقيق عملية أسرع من خلال الاستفادة القصوى من هذه التكنولوجيا. يمكنكم قراءة التفاصيل الكاملة حول هذا الابتكار هنا.

¹ يعد التشغيل ذات الانحياز الصفري ضرورياً لتحسين استهلاك الطاقة ونسبة الإشارة إلى الضجيج، في الجرافين على وجه التحديد.

² جهاز يكشف الضوء كهربائياً عن طريق تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية.

³ تغيير درجة الحرارة عن طريق تعريض المادة للإشعاع بالضوء لتوليد الجهد.

لمحة عن "إن تي تي"

تعدّ "إن تي تي" مزوّداً عالمياً لحلول التكنولوجيا والأعمال يساعد العملاء على تسريع النمو والابتكار في نماذج الأعمال الرقمية. وتشمل خدماتنا استشارات الأعمال الرقمية والتكنولوجيا والخدمات المُدارة للأمن السيبراني والتطبيقات وبيئات العمل والسحابة ومراكز البيانات والشبكات، المدعومة جميعها بخبراتنا وابتكاراتنا العميقة في القطاع. وبصفتنا إحدى أكبر 5 مورّدين عالميين لخدمات تكنولوجيا المعلومات، تقدّم فرقنا المتنوعة الخدمات في أكثر من 190 بلداً. كما نقدّم خدماتنا لأكثر من 85 في المائة من الشركات المُدرجة في قائمة "فورتشن جلوبال 100" ولآلاف العملاء والمجتمعات الأخرى حول العالم. واستناداً إلى إرث يمتدّ إلى 120 عاماً من الخدمة والمسؤولية الاجتماعية، فإننا ندعم عملائنا ونعمل لخلق عالم مستدام. للمزيد من المعلومات حول "إن تي تي"، يُرجى زيارة الموقع الإلكتروني التالي: https://www.global.ntt/

تعد "إن تي تي" وشعار "إن تي تي" علامتين تجاريتين مسجلتين أو علامتين تجاريتين تابعتين لشركة "نيبون تيليجراف آند تيليفون" و/أو الشركات التابعة لها. وإنّ جميع أسماء المنتجات المشار إليها هي علامات تجارية مملوكة لأصحابها. © شركة "نيبون تيليجراف آند تيليفون" 2022.

يمكنكم الاطلاع على النسخة الأصلية من للبيان الصحفي على موقع "بزنيس واير" (businesswire.com) على الرابط الإلكتروني التالي: https://www.businesswire.com/news/home/20220926005259/en/

إن نص اللغة الأصلية لهذا البيان هو النسخة الرسمية المعتمدة. أما الترجمة فقد قدمت للمساعدة فقط، ويجب الرجوع لنص اللغة الأصلية الذي يمثل النسخة الوحيدة ذات التأثير القانوني.