Uusim uurimistöölaviini fotodetektor
Infrapunade tuvastamise tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt sõjaväe luure, keskkonnaseire, meditsiinilise diagnoosimise ja muu valdkonna valdkonnas. Traditsioonilistel infrapunadetektoril on jõudluses mõned piirangud, näiteks tuvastustundlikkus, reageerimiskiirus ja nii edasi. INAS/INASSB II klassi superlattice (T2SL) materjalidel on suurepärased fotoelektrilised omadused ja häälestatavus, muutes need ideaalseks pikalaine infrapuna (LWIR) detektorite jaoks. Nõrga reageerimise probleem pika laine infrapunade tuvastamisel on olnud muret pikka aega, mis piirab suuresti elektrooniliste seadmete rakenduste usaldusväärsust. Kuigi laviini fotodetektor (APD fotodetektor) on suurepärase reageerimise jõudlusega, see kannatab korrutamise ajal kõrge tumeda voolu all.
Nende probleemide lahendamiseks on Hiina elektroonilise teaduse ja tehnoloogia ülikooli meeskond edukalt kavandanud suure jõudlusega II klassi Superlattice (T2SL) pikalaine infrapuna laviini fotodioodi (APD). Teadlased kasutasid tumeda voolu vähendamiseks INAS/INASSB T2SL absorbeerimiskihi madalamat rekombinatsiooni kiirust. Samal ajal kasutatakse seadme müra mahasurumiseks madal K väärtusega ALASSB -d, säilitades samal ajal piisava võimenduse. See disain pakub paljutõotavat lahendust pika laine infrapuna tuvastamise tehnoloogia arengu edendamiseks. Detektor võtab kasutusele astmelise disaini ning kohandades INAS ja INASSB koostise suhet, saavutatakse riba struktuuri sujuv üleminek ja detektori jõudlust parandatakse. Materjali valimise ja ettevalmistamise protsessi osas kirjeldab see uuring üksikasjalikult detektori ettevalmistamiseks kasutatava INAS/INASSB T2SL -materjali kasvumeetodit ja protsessi parameetreid. INAS/INASSB T2SL koostise ja paksuse määramine on kriitiline ja stressi tasakaalu saavutamiseks on vaja parameetrite kohandamist. Pikalaine infrapunade tuvastamise kontekstis on vaja sama piirlainepikkusega nagu INAS/GASB T2SL, vajalik paksem INAS/INASSB T2SL ühe perioodi. Kuid paksem monotsükle põhjustab neeldumisteguri vähenemist kasvu suunas ja aukude efektiivse massi suurenemise T2SL -is. On leitud, et SB -komponendi lisamine võib saavutada pikema lainepikkuse, suurendamata ühe perioodi paksust märkimisväärselt. Liigne SB koostis võib aga viia SB elementide eraldamiseni.
Seetõttu valiti APD aktiivseks kihiks INAS/INAS0.5SB0.5 T2SL koos SB rühmaga 0,5fotodetektor. INAS/INASSB T2SL kasvab peamiselt GASB substraatidel, seega tuleb kaaluda GASB rolli tüve majandamisel. Põhimõtteliselt hõlmab tüve tasakaalu saavutamine superlattide keskmise võrekonstandi võrdlust ühe perioodi jooksul substraadi võrekonstandiga. Üldiselt kompenseeritakse INAS -i tõmbekoort INASSB poolt sisse viidud survetüvega, mille tulemuseks on paksem INAS -kiht kui INASSB -kiht. Selles uuringus mõõdeti laviini fotodetektori fotoelektrilisi reageerimise omadusi, sealhulgas spektraalreaktsioon, tume vool, müra jne, ja kontrollis astmelise gradiendi kihi kujunduse tõhusust. Analüüsitakse laviini fotodetektori laviini korrutamise efekti ning arutatakse korrutusteguri ja muude parameetrite vahelist seost.
Joonis fig. A) INAS/INASSB pikalaine infrapuna APD fotodetektori skemaatiline diagramm; B) APD fotodetektori igas kihis elektriväljade skemaatiline diagramm.
Postiaeg: jaanuar-06-2025