Anrhydedd i un o ddarlithwyr Sêr Cymru

Mae un o ddarlithwyr Sêr Cymru ym maes Deunyddiau a Dyfeisiau Blaengar wedi ennill Gwobr Ymchwilydd Newydd gan Gyngor Ymchwil y Gwyddorau Ffisegol a Pheirianneg (EPSRC).

Mae ymchwil Dr Qiang Li yn canolbwyntio ar ddatblygiad proses dyfu crisialau, neu epitacsi, i alluogi integreiddio dyfeisiau Lled-ddargludyddion Cyfansawdd (CS) yn uniongyrchol ar wafferi silicon.

Mae technolegau digidol cyfoes – o ffonau clyfar i lwybryddion a chyfrifiaduron – yn dibynnu ar wybodaeth yn cael ei throsglwyddo a’i derbyn yn gyflym o fewn ysglodion ac ar eu traws.

Gyda meintiau cynyddol o ddata, mae angen cyflymderau uwch. Mae rhyng-gysylltiadau trydan ar draws gwifrau copr traddodiadol yn cyrraedd eu terfyn eu gallu, ond mae rhyng-gysylltiadau optegol sy’n trosglwyddo data fel pylsiau o olau (ffotonau) yn addo chwalu’r dagfa hon.

Er bod silicon traddodiadol yn allyrrydd golau gwael, mae lled-ddargludyddion cyfansawdd fel indiwm ffosffid yn llawer o fwy effeithlon o ran allyrru ffotonau (golau) pan fyddont wedi’u cynhyrfu.

Mae Dr Li yn rhan o Grŵp Ymchwil Sêr Cymru yn yr Ysgol Ffiseg a Seryddiaeth. Bydd ei waith yn canolbwyntio ar ddatblygiad proses dyfu crisialau, neu epitacsi, fydd yn galluogi integreiddio dyfeisiau lled-ddargludyddion cyfansawdd yn uniongyrchol ar wafferi silicon.

Mae arbenigwyr yn credu y gellir gwireddu rhyng-gysylltiadau optegol effeithiol drwy dyfu dyfeisiau lled-ddargludol cyfansawdd yn uniongyrchol ar blatfform silicon aeddfed, gan gynhyrchu ysglodion rhatach, cyflymach. Hyd yn hyn, mae wedi bod yn angenrheidiol cyflwyno byffer rhwng y ddau ddeunydd, ond mae hyn yn hwyhau’r prosesau gweithgynhyrchu ac yn cyflwyno heriau o ran cyfuno gwahanol gydrannau mewn dyfeisiau.

Drwy weithio gyda phartneriaid y prosiect, IQE ccc, Rockley Photonics Cyf a Phrifysgol Macau, nod ymchwil Qiang Li yw datblygu proses epitacsol fydd yn tyfu deunyddiau lled-ddargludol cyfansawdd yn uniongyrchol ar wafferi silicon heb angen byfferau cymhleth.

Cyflawnir hyn drwy epitacsi detholus a chyfyngedig, proses a ddatblygodd Dr Li ei hun, sy’n manteisio ar drefniannau geometrig atomau.

“Mae lled-ddargludyddion cyfansawdd eisoes yn cyd-fynd â silicon at lawer o ddibenion arbenigol, fel synhwyro 3D a chyfathrebu di-wifr,” meddai Dr Li.

Meddai’r Athro Diana Huffaker, Cadeirydd Sêr Cymru mewn Peirianneg Uwch a Deunyddiau “mae Dr Li yn ymchwilydd ifanc hynod dalentog, â rhwydwaith rhyngwladol o’i gwmpas.  Cafodd ei ddethol yn benodol i ddod â gallu epitacsi III-V/SI i Grŵp Ymchwil Sêr Cymru. Bydd Gwobr EPSRC yn sail iddo lansio ei yrfa lwyddiannus oddi arni yng Nghaerdydd.”

Mae cryn gystadleuaeth dros Wobrau Ymchwilydd Newydd, a ddyfernir gan EPSRC er mwyn cefnogi a meithrin gyrfaoedd unigolion talentog ym maes ymchwil. Mae’r ymgeiswyr yn dal swydd darlithyddiaeth academaidd ond heb arwain grŵp ymchwil o’r blaen. Mae’r wobr yn rhoi’r cyfle iddynt reoli grant, sefydlu ac arwain eu tîm ymchwil eu hunain a grymuso annibyniaeth eu hymchwil. Bydd yn galluogi Dr Li i recriwtio ymchwilydd ôl-ddoethurol, datblygu rhaglen ymchwil sy’n gystadleuol ar lefel fyd-eang yng Nghaerdydd, a meithrin partneriaethau ehangach yng nghymuned lled-ddargludyddion y DU.

Wrth ddyfarnu’r wobr, dywedodd EPSRC “Nod uchelgeisiol yw datblygu’r dull hwn i’r graddau sy’n galluogi creu ffotoneg InP wedi’i hintegreiddio ar silicon mewn ffordd ddefnyddiol. Mae’r cynnig yn berthnasol iawn i Weithgynhyrchu’r Dyfodol, ac mae’n cynnig cyfleoedd sylweddol i’r Clwstwr Lled-ddargludyddion Cyfansawdd yng Nghaerdydd.”

https://youtu.be/y6mhj9Ghydg