Yuqori tezlikdagi fotodetektorlar tomonidan taqdim etilganInGaAs fotodetektorlari
Yuqori tezlikdagi fotodetektorlaroptik aloqa sohasida asosan III-V InGaAs fotodetektorlari va IV to'liq Si va Ge/Si fotodetektorlari. Birinchisi an'anaviy yaqin infraqizil detektor bo'lib, u uzoq vaqt davomida hukmron bo'lib kelgan, ikkinchisi esa ko'tarilgan yulduz bo'lish uchun silikon optik texnologiyasiga tayanadi va so'nggi yillarda xalqaro optoelektronika tadqiqotlari sohasida issiq nuqta hisoblanadi. Bundan tashqari, oson ishlov berish, yaxshi moslashuvchanlik va sozlanishi xususiyatlarning afzalliklari tufayli perovskit, organik va ikki o'lchovli materiallarga asoslangan yangi detektorlar jadal rivojlanmoqda. Ushbu yangi detektorlar va an'anaviy noorganik fotodetektorlar o'rtasida moddiy xususiyatlar va ishlab chiqarish jarayonlarida sezilarli farqlar mavjud. Perovskit detektorlari mukammal yorug'lik assimilyatsiya qilish xususiyatlariga va samarali zaryad tashish qobiliyatiga ega, organik materiallar detektorlari arzon narxlardagi va moslashuvchan elektronlar uchun keng qo'llaniladi va ikki o'lchovli materiallar detektorlari o'zlarining noyob jismoniy xususiyatlari va yuqori tashuvchining harakatchanligi tufayli katta e'tiborni tortdi. Biroq, InGaAs va Si/Ge detektorlari bilan taqqoslaganda, yangi detektorlar hali ham uzoq muddatli barqarorlik, ishlab chiqarish etukligi va integratsiya nuqtai nazaridan takomillashtirilishi kerak.
InGaAs yuqori tezlik va yuqori javobli fotodetektorlarni amalga oshirish uchun ideal materiallardan biridir. Avvalo, InGaAs to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli yarimo'tkazgich materialidir va uning tarmoqli kengligi turli to'lqin uzunliklarining optik signallarini aniqlashga erishish uchun In va Ga o'rtasidagi nisbat bilan tartibga solinishi mumkin. Ular orasida In0.53Ga0.47As InP ning substrat panjarasi bilan mukammal tarzda mos keladi va optik aloqa diapazonida katta yorug'lik yutilish koeffitsientiga ega, bu esa tayyorlashda eng ko'p qo'llaniladi.fotodetektorlar, va qorong'u oqim va sezgirlik ko'rsatkichlari ham eng yaxshisidir. Ikkinchidan, InGaAs va InP materiallari ikkalasi ham yuqori elektron drift tezligiga ega va ularning to'yingan elektron siljish tezligi taxminan 1 × 107 sm / s ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, InGaAs va InP materiallari o'ziga xos elektr maydoni ostida elektron tezligini oshirib yuborish effektiga ega. Haddan tashqari tezlikni 4 × 107 sm / s va 6 × 107 sm / s ga bo'lish mumkin, bu esa kattaroq tashuvchining vaqt cheklangan tarmoqli kengligini amalga oshirish uchun qulaydir. Hozirgi vaqtda InGaAs fotodetektori optik aloqa uchun eng asosiy fotodetektor bo'lib, bozorda sirt insidanslarini ulash usuli asosan qo'llaniladi va 25 Gbaud / s va 56 Gbaud / s sirt insidans detektori mahsulotlari amalga oshirildi. Kichikroq o'lchamli, orqa chastotali va katta tarmoqli kengligi sirt insidans detektorlari ham ishlab chiqilgan bo'lib, ular asosan yuqori tezlik va yuqori to'yingan ilovalar uchun mos keladi. Biroq, yuzaki hodisa probi uning ulanish rejimi bilan cheklangan va boshqa optoelektronik qurilmalar bilan integratsiya qilish qiyin. Shu sababli, optoelektronik integratsiya talablarining yaxshilanishi bilan, mukammal ishlashga ega va integratsiyaga mos keladigan to'lqin qo'llanmasi bilan birlashtirilgan InGaAs fotodetektorlari asta-sekin tadqiqot markaziga aylandi, ular orasida tijorat 70 gigagertsli va 110 gigagertsli InGaAs fotoprob modullari deyarli barchasi to'lqin uzatuvchi bog'langan tuzilmalardan foydalanadi. Turli xil substrat materiallariga ko'ra, InGaAs fotoelektrik probi to'lqin qo'llanmasini ikki toifaga bo'lish mumkin: InP va Si. InP substratidagi epitaksial material yuqori sifatga ega va yuqori samarali qurilmalarni tayyorlash uchun ko'proq mos keladi. Biroq, III-V materiallari, InGaAs materiallari va Si substratlarida o'stirilgan yoki bog'langan Si substratlari o'rtasidagi turli xil mos kelmaslik materialning yoki interfeys sifatining nisbatan past bo'lishiga olib keladi va qurilmaning ishlashi hali ham yaxshilanish uchun katta xonaga ega.
Yuborilgan vaqt: 31-dekabr 2024-yil