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步入大數據時代，在數據流量呈現爆發式增長的背景下，能實現更高速率傳輸的光通訊技術備受關注。香港中文大學（中大）電子工程學系博士生高運女士，在許正德教授的指導下，最近發表了一篇名為「高速範德華異質結構氮化矽波導型集成光電探測器」的論文，獲刊載於Optica期刊。該論文的作者還包括同一學系的曾漢奇教授和周國棟先生，他們設計並製造了一系列新型集成波導光電探測器，為數據中心互連與超級計算機的應用帶來重大的突破。

傳統電互連技術的熱耗一直是CMOS（互補金屬氧化物半導體）集成電路時脈頻率的一個瓶頸，光互連被認為是取代電互連以提升計算能力的一種互連方式。光電探測器是光通信系統之接收器的部件，用於將光信號轉換回電信號以作進一步處理。基於石墨烯的光電探測器，已被證實具有超高響應速度和寬頻操作的特性。然而，由於石墨烯內沒有電帶隙，光電探測器通常在直流偏壓下產生很大的暗電流。暗電流是指在沒有照明的情況下有過量電流漏出，在光接收器電路中產生有害的雜訊。

為盡量減少石墨烯光電探測器的暗電流，研究團隊展示了集成在氮化矽（Si₃N₄）波導上的範德華異質結構隧道光電二極管。在電信波長的實驗中，已經實現了高開/關電流比（超過10,000），響應度為0.24 A/W和大頻寬（56 GHz）。與以前的石墨烯光電探測器比較，開/關電流比有三個數量級的改進。Si₃N₄比矽更適用於與CMOS兼容的後端處理。Si₃N₄較低的相對介電常數也有利於更小的部件電容，使Si₃N₄成為更好的高速部件材料。這項目為數據中心互連和超級計算機的高帶寬和高靈敏度集成光電探測器提供了可行的途徑。

此外，高運女士憑著其基於石墨烯高速波導光電探測器的相關研究，於本年3月在加利福尼亞州聖地亞哥舉行的光纖通信會議和展覽會（OFC）上獲頒著名的「OSA / Corning女性光通信獎學金」。