Viimased uuringudlaviini fotodetektor
Infrapunatuvastustehnoloogiat kasutatakse laialdaselt sõjalises luures, keskkonnaseires, meditsiinilises diagnostikas ja muudes valdkondades. Traditsioonilistel infrapunadetektoritel on mõned jõudluspiirangud, nagu tuvastamise tundlikkus, reageerimiskiirus ja nii edasi. InAs/InAsSb II klassi supervõre (T2SL) materjalidel on suurepärased fotoelektrilised omadused ja häälestatavus, mistõttu on need ideaalsed pikalaineliste infrapunadetektorite (LWIR) jaoks. Pikalaine infrapunatuvastuse nõrk reageerimine on olnud muret tekitanud pikka aega, mis piirab oluliselt elektrooniliste seadmete rakenduste töökindlust. Kuigi laviini fotodetektor (APD fotodetektor) on suurepärase reageerimisvõimega, see kannatab korrutamise ajal tugeva tumevoolu all.
Nende probleemide lahendamiseks on Hiina elektroonikateaduse ja tehnoloogia ülikooli meeskond edukalt välja töötanud suure jõudlusega II klassi supervõre (T2SL) pikalainelise infrapuna-laviini fotodioodi (APD). Uurijad kasutasid tumevoolu vähendamiseks InAs/InAsSb T2SL neeldumiskihi madalamat tigu rekombinatsioonikiirust. Samal ajal kasutatakse madala k väärtusega AlAsSb kordistajakihina, et summutada seadme müra, säilitades samal ajal piisava võimenduse. See disain pakub paljutõotavat lahendust pikalainelise infrapunatuvastustehnoloogia arendamise edendamiseks. Detektor võtab kasutusele astmelise astmelise disaini ning InAs ja InAsSb kompositsioonisuhte reguleerimisega saavutatakse ribastruktuuri sujuv üleminek ja detektori jõudlus paraneb. Materjali valiku ja ettevalmistusprotsessi osas kirjeldatakse selles uuringus üksikasjalikult detektori ettevalmistamiseks kasutatud InAs/InAsSb T2SL materjali kasvumeetodit ja protsessi parameetreid. InAs/InAsSb T2SL koostise ja paksuse määramine on kriitiline ning pingetasakaalu saavutamiseks on vaja parameetreid reguleerida. Pikalainelise infrapunatuvastuse kontekstis on InAs/GaSb T2SL-ga sama piirlainepikkuse saavutamiseks vaja paksemat InAs/InAsSb T2SL-i üksikperioodi. Kuid paksem monotsükkel toob kaasa neeldumisteguri vähenemise kasvu suunas ja T2SL-i aukude efektiivse massi suurenemise. On leitud, et Sb komponendi lisamine võib saavutada pikema piirlainepikkuse, suurendamata oluliselt ühe perioodi paksust. Kuid liigne Sb koostis võib põhjustada Sb elementide eraldamist.
Seetõttu valiti APD aktiivseks kihiks InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL Sb rühmaga 0.5fotodetektor. InAs / InAsSb T2SL kasvab peamiselt GaSb substraatidel, seega tuleb arvestada GaSb rolli tüvede juhtimises. Põhimõtteliselt hõlmab deformatsioonitasakaalu saavutamine supervõre ühe perioodi keskmise võrekonstandi võrdlemist substraadi võrekonstandiga. Üldiselt kompenseerib InAs tõmbepinge InAsSb poolt sisse viidud survetüve, mille tulemuseks on paksem InAs kiht kui InAsSb kiht. Selles uuringus mõõdeti laviini fotodetektori fotoelektrilisi reaktsioone, sealhulgas spektraalreaktsiooni, tumevoolu, müra jne, ning kontrolliti astmelise gradiendikihi disaini tõhusust. Analüüsitakse laviini fotodetektori laviini paljunemisefekti ning käsitletakse korrutusteguri seost langeva valguse võimsuse, temperatuuri ja muude parameetritega.
joonisel fig. (A) InAs/InAsSb pikalainelise infrapuna APD fotodetektori skemaatiline diagramm; (B) APD fotodetektori iga kihi elektriväljade skemaatiline diagramm.
Postitusaeg: jaanuar 06-2025