Investigadores del Reino Unido han desarrollado tecnología de semiconductores compuestos (CS) líder en el mundo que puede impulsar las comunicaciones de datos de alta velocidad en el futuro.

Un equipo del Instituto de Semiconductores Compuestos (ICS) de la Universidad de Cardiff trabajó con colaboradores para innovar un 'fotodiodo de avalancha' (APD) ultrarrápido y altamente sensible que crea menos 'ruido' electrónico que sus rivales de silicio.

Los APD son dispositivos semiconductores altamente sensibles que aprovechan el "efecto fotoeléctrico", cuando la luz incide en un material, para convertir la luz en electricidad.

Más rápido, Los APD supersensibles tienen una demanda mundial para su uso en comunicaciones de datos de alta velocidad y sistemas de detección y alcance de luz (LIDAR) para vehículos autónomos.

Hoy se publica en Fotónica de la naturaleza .

Investigadores de Cardiff dirigidos por la profesora Diana Huffaker de Ser Cymru, Director Científico de ICS y Cátedra Ser Cymru de Ingeniería Avanzada y Materiales, se asoció con la Universidad de Sheffield y el California NanoSystems Institute, Universidad de California, Los Ángeles (UCLA) para desarrollar la tecnología.

El profesor Huffaker dijo:"Nuestro trabajo para desarrollar fotodiodos de avalancha de alta sensibilidad y exceso de ruido extremadamente bajo tiene el potencial de producir una nueva clase de receptores de alto rendimiento para aplicaciones en redes y detección.

"La innovación radica en el desarrollo de materiales avanzados utilizando epitaxia de haz molecular (MBE) para" hacer crecer "el cristal semiconductor compuesto en un régimen átomo por átomo. Este material en particular es bastante complejo y desafiante de sintetizar ya que combina cuatro átomos diferentes que requieren una nueva metodología MBE. La instalación de Ser Cymru MBE está diseñada específicamente para realizar una familia completa de materiales desafiantes que apuntan a futuras soluciones de detección ".

Dr. Shiyu Xie, Ser Cymru Cofund Fellow dijo:"Los resultados que informamos son significativos ya que operan en un entorno de señal muy baja, a temperatura ambiente, y muy importante, son compatibles con la plataforma optoelectrónica InP actual utilizada por la mayoría de los proveedores de comunicaciones comerciales.

"Estos APD tienen una amplia gama de aplicaciones. En LIDAR, o mapeo láser 3-D, se utilizan para producir mapas de alta resolución, con aplicaciones en geomorfología, sismología y en el control y navegación de algunos coches autónomos.

"Nuestros hallazgos pueden cambiar el campo global de la investigación en APD. El material que hemos desarrollado puede ser un sustituto directo de los APD actuales, produciendo una tasa de transmisión de datos más alta o permitiendo una distancia de transmisión mucho mayor ".

El Grupo Ser Cymru dentro de ICS está preparando ahora una propuesta con colaboradores en Sheffield para la financiación de Investigación e Innovación del Reino Unido para apoyar el trabajo adicional.

Vicerrector de la Universidad de Cardiff, Profesor Colin Riordan, agregó:"El trabajo del Grupo Ser Cymru del profesor Huffaker juega un papel vital en el apoyo al éxito continuo del grupo más amplio de Semiconductores Compuestos, CS conectado, que reúne a diez socios académicos y de la industria en el sur de Gales para desarrollar tecnologías del siglo XXI que creen prosperidad económica ".

El profesor Huffaker agregó:"Nuestra investigación produce beneficios directos para la industria. Estamos trabajando en estrecha colaboración con Airbus y la Catapulta de aplicaciones de semiconductores compuestos para aplicar esta tecnología al futuro sistema de comunicación óptica de espacio libre".