Caerdydd yn achub y blaen ar weddill y byd wrth gymryd cam mawr ymlaen ym maes Lled-ddargludyddion Cyfansawdd
8 Gorffennaf 2019
Mae ymchwilwyr o Brifysgol Caerdydd wedi datblygu technoleg Lled-ddargludyddion Cyfansawdd o'r radd flaenaf, â'r gallu i yrru cyfathrebiadau data cyflym iawn yn y dyfodol.
Bu tîm o'r Sefydliad Lled-ddargludyddion Cyfansawdd yn cyd-weithio ag eraill i ddyfeisio 'ffotodïod fflyd' ('avalanche photodiode' – APD) cyflym iawn a hynod sensitif sy'n creu llai o 'sŵn' electronig na'i gystadleuwyr silicon.
Mae APDs yn ddyfeisiau lled-ddargludyddol hynod sensitif sy'n manteisio ar yr 'effaith ffotodrydanol' – pan mae golau'n taro deunydd – i drosi golau'n drydan.
Mae galw mawr ledled y byd am APDs cyflymach a hynod sensitif i'w defnyddio mewn cyfathrebiadau data cyflym iawn a systemau canfod golau a phennu pellter (LiDAR) ar gyfer cerbydau awtonomaidd.
Mae papur sy'n amlinellu'r cam hwn ymlaen o ran creu maint eithriadol o isel o sŵn gormodol, ac APDs o sensitifrwydd hynod uchel, wedi'i gyhoeddi heddiw yn Nature Photonics.
Bu ymchwilwyr o Brifysgol Caerdydd, o dan arweiniad yr Athro Diana Huffaker, Cyfarwyddwr Gwyddonol y Sefydliad a Chadeirydd Sêr Cymru ym maes Peirianneg Uwch a Deunyddiau, yn cydweithio â Phrifysgol Sheffield a Sefydliad NanoSystemau Califfornia, Prifysgol Califfornia, Los Angeles (UCLA) er mwyn datblygu'r dechnoleg.
Yn ôl yr Athro Huffaker: "Mae gan ein gwaith i ddatblygu lefel eithriadol o isel o sŵn gormodol a ffotodiodau fflyd hynod sensitif y potensial i greu dosbarth newydd o dderbynyddion perfformiad uchel i'w defnyddio ar gyfer rhwydweithio a synhwyro.
"Mae'r arloesedd i'w ganfod yn y gwaith i ddatblygu deunyddiau uwch drwy ddefnyddio epitacsi pelydr moleciwlaidd (MBE) i "dyfu" crisial y lled-ddargludydd cyfansawdd fesul atom. Mae'r deunydd penodol hwn yn eithaf cymhleth a heriol i'w gyfosod am ei fod yn cyfuno pedwar math o atom sy'n gofyn am fethodoleg MBE newydd. Mae cyfleuster MBE Sêr Cymru, wedi'i ariannu'n rhannol gan CCAUC, wedi'i ddylunio'n benodol i greu teulu cyfan o ddeunyddiau heriol sy'n targedu dulliau synhwyro yn y dyfodol."
Yn ôl Dr. Shiyu Xie, Cymrawd Cofund Sêr Cymru: "Mae ein canlyniadau'n rhai sylweddol am eu bod yn gweithredu mewn amgylchedd â signal isel iawn, ar dymheredd ystafell, ac yn dra phwysig maen nhw'n gydnaws â'r llwyfan opto-electronig InP presennol a ddefnyddir gan y rhan fwyaf o werthwyr cyfathrebiadau masnachol.
"Mae gan yr APDs hyn ystod eang o gymwysiadau. Ym maes LIDAR, neu fapio 3D, cânt eu defnyddio i gynhyrchu mapiau hynod eglur, gyda'r modd o'u cymhwyso ar gyfer geomorffoleg, seismoleg ac wrth reoli a llywio rhai ceir awtonomaidd.
"Gall ein canfyddiadau newid maes byd-eang ymchwil APDs. Gall y deunydd a ddatblygwyd gennym gael ei ddefnyddio yn yr APDs sy'n bodoli ar hyn o bryd, gan greu cyfradd uwch o drosglwyddo data neu ganiatáu pellter tra hirach ar gyfer trosglwyddo."
Erbyn hyn, mae Grŵp Sêr Cymru o fewn y Sefydliad yn paratoi cais ar y cyd â Phrifysgol Sheffield i gael arian oddi wrth Ymchwil ac Arloesedd y DU i gefnogi gwaith pellach.
Ychwanegodd yr Athro Colin Riordan, Is-Ganghellor Prifysgol Caerdydd: "Mae gwaith Grŵp Sêr Cymru yr Athro Huffaker yn chwarae rhan hanfodol o ran cefnogi llwyddiant parhaus y clwstwr Lled-ddargludyddion Cyfansawdd ehangach, CS Connected, sy'n dwyn ynghyd deg o bartneriaid y diwydiant a phartneriaid academaidd yn ne Cymru, i ddatblygu technolegau'r 21ain Ganrif sy'n creu ffyniant economaidd."
Ychwanegodd yr Athro Huffaker: "Mae byd diwydiant yn elwa'n uniongyrchol ar ein gwaith ymchwil. Rydym yn gweithio'n agos gydag Airbus a'r Catapwlt Rhaglenni Lled-ddargludyddion Cyfansawdd i gymhwyso'r dechnoleg hon ar gyfer system gyfathrebu optegol gofod rhydd."
