TDK提出的概念是利用自旋（磁性）的光检测元件。
TDK开发出可高速检测光的独特元件“自旋光电探测器”，并宣布已与日本大学合作成功演示了该原理。它可以在 20 皮秒内检测波长为 800 纳米的光。据称，其响应速度比使用传统光电二极管的光检测元件快 10 倍以上 。可作为光通信/光配线的接收部使用，通过与TDK的光传输技术“TFLN（薄膜铌酸锂）”相结合，可以实现极小型的光收发器。
通过结合“自旋光电探测器”和“TFLN”，可以实现紧凑型光收发器。来源：TDK
随着生成式人工智能的迅速普及，芯片之间的通信/布线正在成为加速人工智能计算的瓶颈。 CPU 和 GPU 等处理器之间以及处理器和内存之间的通信是使用电信号进行的，但对光通信的需求日益增加，以确保即使布线距离很长，通信速度也不会降低。 TDK技术与知识产权本部应用产品开发中心下一代电子元件开发部部长福泽秀明表示：“生成型AI的性能不仅取决于半导体的性能，还取决于数据的输入输出。将电转化为光有望带来范式转变，目前各处正在积极讨论。”
TDK提出的概念是利用自旋（磁性）的光检测元件。该公司将这项融合电子学、光子学和自旋（光电磁融合技术）的技术命名为自旋光电探测器。
自旋光电探测器的电子显微镜图像（图像右下角）来源：TDK
自旋光电探测器光学响应的测量结果。由于需要特殊测量，因此测量是在日本大学的合作下进行的。来源：TDK
TDK 应用为 HDD 磁头开发的 MTJ（磁隧道结）元件技术，开发了自旋光电探测器。当磁铁接近硬盘磁头时，磁场方向会发生变化，并产生电压。类似地，自旋光电探测器的工作原理是，当暴露在光线下时，磁场会发生变化，从而产生电压。
可在任何电路板上创建，从而实现紧凑型光收发器自旋光电探测器的优点之一是它们可以在任何基板上制造。它可以在外延层或玻璃基板上形成。此外，不需要高温工艺。这些特性使得使用TFLN创建光传输元件，然后使用单独的工艺在同一晶圆上创建自旋光电探测器（光接收元件）成为可能。 TDK强调，这将使紧凑型光收发器的实现成为可能。
可在任何板上创建。来源：TDK
TFLN和自旋光电探测器可以在同一芯片上形成。 TFLN的生成需要经过高温过程，从而形成“两层”结构。来源：TDK
也适用于光子学和电子学集成福泽表示，自旋光电探测器适合应用于光子学-电子学融合技术。目前，光检测元件中主流使用的光电二极管采用砷化铟镓（InGaAs）或硅锗（SiGe）制成。两者在市场上都有着良好的业绩记录，并且各有优势：InGaAs 可实现高速光检测，而 SiGe 与硅 (Si) 兼容且易于集成。另一方面，将该技术应用于光子学-电子学融合也面临挑战，例如极窄的波长带（仅近红外光）以及实现紧凑型收发器的固有困难。
福泽解释说：“从这个角度来看，自旋光电探测器的工作原理与光电二极管完全不同，可以探测从近红外到可见光的各种波段。此外，它们很容易将光电子集成到信号中，而且正如本次原理验证实验所证实的那样，它们具有很高的探测速度，这意味着它们可以解决现有光电二极管面临的问题。”他说：“目前还没有任何元素能够高速探测可见光。”
应用光子学和电子学融合的优势和劣势。来源：TDK
对于自旋光电探测器的商业化和量产时间，TDK表示，“尚未明确决定，但我们预计将在三到五年内实现。”该公司计划在2025财年向一些特定客户提供样品。
未来我们将致力于创建自旋光电探测器的生态系统并验证元件的可靠性。由于需要开发自旋光电探测器的控制元件，因此半导体制造商的存在对于生态系统至关重要。福泽表示：“生态系统与光电二极管相比将有很大不同。”关于自旋光电探测器的寿命，他表示，“材料中没有任何东西会缩短其寿命，但我们将在将来检查其可靠性。”
除了数据中心，其他潜在应用还包括增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 的智能眼镜、航空航天、医疗保健和图像传感器。
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