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光晶體管
閱讀�3977時間�2011-05-11 20:23:15

  �晶體管(phototransistor�,由雙極�晶體�場效�(yīng)晶體�等三端器件構(gòu)成的光電器件,它所用材料通常是砷化鎵(CaAs�。光在這類器件的有源區(qū)�(nèi)被吸收,�(chǎn)生光生載流子,通過�(nèi)部電放大機構(gòu),產(chǎn)生光電流增益。光晶體管三端工�,故容易實現(xiàn)電控或電同步�

種類及其特點

  光晶體管主要分為雙極型光晶體�、場效應(yīng)光晶體管及其相關(guān)器件�

  1、極型光晶體管通常增益很高,但速度不太�,對于GaAs-GaAlAs,放大系�(shù)可大�1000,響�(yīng)時間大于納秒,常用于光探測器,也可用于光放大�

  2、效�(yīng)光晶體管響應(yīng)速度�(約為50皮秒),但缺點是光敏面積小,增�?。ǚ糯笙禂?shù)可大�10),常用作極高速光探測��

  3、此相關(guān)還有許多其他平面型光電器�,其特點均是速度快(響應(yīng)時間幾十皮秒)、適于集�。這類器件可望在光電集成中得到�(yīng)用�

最�

  自從1960年個激光器問世以來,科�(xué)家和工程師一直夢想著用光子取代電子來制作“電路�,在這里,玻璃纖維或波導(dǎo)將扮演電纜或線路的角色,用來傳導(dǎo)�,而光開關(guān)、晶體管和二極管也將被用�,光子集成電路相比傳�(tǒng)的電子集成電路具有很多明顯優(yōu)勢,包括信號屏蔽�,速度更快,散熱更是少,帶寬更�,更低串?dāng)_等�

  遺憾的是,到目前為止,光子集成電路依然離桌面計算機和其他日常�(yīng)用相差甚�,主要原因是這些電路需要在納米�(Nanoscopic�1~100nm )的空間�(nèi)控制光子,要做到這一點非常困�。另�,將光束有效混合(將一個光束能量轉(zhuǎn)移到其他光束上)也需要macrosized的晶��

  盡管如此,光子集成電路研�(fā)的腳步并沒有停止,最近納米光�(xué)研究突飛猛�,讓人們看到新的希�。來自瑞士聯(lián)邦理工學(xué)�(Swiss Federal Institute of Technology,ETH Zurich)的研究人員最近宣�,已利用單分�(molecule)開發(fā)出一種光�(xué)晶體��

  最小光晶體管原理:

  透過將激光束集中在單分子�,ETH Zurich的科�(xué)家只用單個分子就�(chǎn)生激光運作的基本條件──受激�(fā)�(stimulated emission)。由于在低溫�,分子會增加它們的外表面積(apparent surface area)來跟光線互動,因此研究人員將分子冷卻到攝氏零�272�,也就是只比零度�1��

  兩條光束瞄準單分子在受控制的模式下,利用一道激光束來讓單個分子進入量子�(tài)(controlled fashion),研究人員如此能明顯的縮減或是放大第二道激光束。這種運作模式與傳�(tǒng)的晶體管如出一�;晶體管�(nèi)的電�(electrical potential)能用來調(diào)變第二個信�。不過ETH Zurich并未透露其單分子的化�(xué)方程��

  由于其性能與散熱效能的�(yōu)�,光子運算技�(shù)是科�(xué)家們長期追求的目標;光�(photon)不僅�(fā)熱比電子�,也能達到高出相�(dāng)多的�(shù)�(jù)傳輸速率。不過光通訊技�(shù)卻只能逐步地從長距離通訊,進展到短距離通訊,再進入單系�(tǒng)��

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