Kiiret fotodetektoreid tutvustabIngaas fotodetektorid
Kiire fotodetektoridOptilise kommunikatsiooni valdkonnas hõlmavad peamiselt III-V InGaaS fotodetektorid ja IV Full Si ja GE/SI fotodetektorid. Esimene on traditsiooniline infrapunadetektor, mis on pikka aega domineerinud, teine aga tugineb räni optilisele tehnoloogiale, et saada tõusvaks täheks, ja on viimastel aastatel rahvusvaheliste optoelektroonikauuringute valdkonnas kuum koht. Lisaks arenevad kiiresti perovskite, orgaaniliste ja kahemõõtmeliste materjalide põhjal põhinevad uued detektorid kiiresti hõlpsa töötlemise, hea paindlikkuse ja häälestatavate omaduste eeliste tõttu. Nende uute detektorite ja traditsiooniliste anorgaaniliste fotodetektorite vahel on olulisi erinevusi materjali omadustes ja tootmisprotsessides. Perovskite detektoritel on suurepärased valguse neeldumise omadused ja tõhusad laengutranspordi võimekuse, orgaaniliste materjalide detektoreid kasutatakse laialdaselt nende odavate ja painduvate elektronide jaoks ning kahemõõtmelised materjalide detektorid on pälvinud palju tähelepanu nende ainulaadsete füüsiliste omaduste ja kõrge kandja liikuvuse tõttu. Võrreldes InGAA-de ja SI/GE detektoritega tuleb uusi detektoreid siiski pikaajalise stabiilsuse, tootmise küpsuse ja integreerimise osas siiski parandada.
Ingaas on üks ideaalseid materjale kiire ja suure reageerimisega fotodetektorite realiseerimiseks. Esiteks on Ingaas otsese ribalaua pooljuhtide materjal ja selle ribalaiust saab reguleerida suhetes In ja GA vahel, et saavutada erinevate lainepikkuste optiliste signaalide tuvastamine. Nende hulgas on IN -i 0.53GA0,47AS ideaalselt sobitatud INP substraadi võrega ja sellel on suur valguse neeldumiskoefitsfotodetektorid, ning parimad on ka tumedad vool ja reageerimisvõime. Teiseks on InGAA -del ja INP -materjalidel mõlemad elektronide triivimiskiirus ja nende küllastunud elektronide triivi kiirus on umbes 1 × 107 cm/s. Samal ajal on InGAA -del ja INP -materjalidel elektronide kiiruse ületamise efekt konkreetse elektrivälja all. Ületamiskiiruse võib jagada 4 × 107 cm/s ja 6 × 107 cm/s, mis soodustab suurema kandja ajaliselt piiratud ribalaiuse realiseerimist. Praegu on IngaaS -i fotodetektor kõige tavalisem fotodetektor optilise suhtluse jaoks ning pinna esinemissageduse sidumismeetodit kasutatakse enamasti turul ning realiseeriti 25 GBAUD/S ja 56 GBAUD/S pinna/S esinemissageduse produktid. Samuti on välja töötatud väiksema suurus, selja esinemissagedus ja suure ribalaiuse pinna esinemissageduse detektorid, mis sobivad peamiselt suure kiiruse ja suure küllastusrakenduse jaoks. Pinnase langeva sondi piirab selle sidumisrežiim ja seda on keeruline integreerida teiste optoelektrooniliste seadmetega. Seetõttu on optoelektrooniliste integratsiooni nõuete parandamisel suurepärase jõudluse ja integreerimiseks sobivate lainejuhiga ühendatud IngaaS -i fotodetektorid järk -järgult muutunud uuringute fookuseks, mille hulgas on kaubanduslikud 70 GHz ja 110 GHz InGAAS Photoprobe moodulid peaaegu kõik, kasutades lainejuhi struktuure. Erinevate substraadimaterjalide kohaselt võib lainejuhi ühendava ingaase fotoelektrilise sondi jagada kahte kategooriasse: INP ja Si. INP substraadil oleval epitaksiaalsel materjal on kõrge kvaliteediga ja see sobib paremini suure jõudlusega seadmete valmistamiseks. SI substraatidele kasvatatud või sidunud SI-substraatide erinevad ebakõlad III-V materjalide ja SI substraatide vahel põhjustavad suhteliselt halva materjali või liidese kvaliteeti ning seadme jõudlusel on endiselt suur paranemisruum.
Postiaeg: 31. detsember 20124