Yuqori tezlikdagi fotodetektorlar tomonidan taqdim etildiInGaAs fotodetektorlari
Yuqori tezlikdagi fotodetektorlaroptik aloqa sohasida asosan III-V InGaAs fotodetektorlari va IV to'liq Si va Ge/ ni o'z ichiga oladiSi fotodetektorlariBirinchisi an'anaviy yaqin infraqizil detektor bo'lib, uzoq vaqtdan beri dominant bo'lib kelmoqda, ikkinchisi esa kremniy optik texnologiyasiga tayanib, yulduzga aylandi va so'nggi yillarda xalqaro optoelektronika tadqiqotlari sohasidagi eng muhim nuqta hisoblanadi. Bundan tashqari, oson ishlov berish, yaxshi moslashuvchanlik va sozlanishi xususiyatlarning afzalliklari tufayli perovskit, organik va ikki o'lchovli materiallarga asoslangan yangi detektorlar tez rivojlanmoqda. Ushbu yangi detektorlar va an'anaviy noorganik fotodetektorlar o'rtasida material xususiyatlari va ishlab chiqarish jarayonlarida sezilarli farqlar mavjud. Perovskit detektorlari ajoyib yorug'likni yutish xususiyatlariga va samarali zaryad tashish qobiliyatiga ega, organik materiallar detektorlari arzonligi va moslashuvchan elektronlari uchun keng qo'llaniladi va ikki o'lchovli materiallar detektorlari o'ziga xos jismoniy xususiyatlari va yuqori tashuvchi harakatchanligi tufayli katta e'tiborni tortdi. Biroq, InGaAs va Si/Ge detektorlari bilan taqqoslaganda, yangi detektorlar uzoq muddatli barqarorlik, ishlab chiqarish yetukligi va integratsiyasi nuqtai nazaridan hali ham yaxshilanishi kerak.
InGaAs yuqori tezlikdagi va yuqori javobli fotodetektorlarni yaratish uchun ideal materiallardan biridir. Avvalo, InGaAs to'g'ridan-to'g'ri o'tkazuvchanlikdagi yarimo'tkazgich material bo'lib, uning o'tkazuvchanlikdagi kengligi In va Ga nisbati bilan tartibga solinishi mumkin, bu esa turli to'lqin uzunlikdagi optik signallarni aniqlashga imkon beradi. Ular orasida In0.53Ga0.47As InP substrat panjarasi bilan mukammal mos keladi va optik aloqa diapazonida katta yorug'lik yutilish koeffitsientiga ega, bu esa o'tkazuvchanlikdagi fotodetektorlarni 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 siljish tezligiga ega va ularning to'yingan elektron siljish tezligi taxminan 1 × 107 sm/s ni tashkil qiladi. Shu bilan birga, InGaAs va InP materiallari ma'lum bir elektr maydoni ostida elektron tezligining oshib ketish effektiga ega. Oshib ketish tezligini 4 × 107 sm/s va 6 × 107 sm/s ga bo'lish mumkin, bu esa katta tashuvchi vaqt bilan cheklangan o'tkazish qobiliyatini amalga oshirishga yordam beradi. Hozirgi vaqtda InGaAs fotodetektori optik aloqa uchun eng keng tarqalgan fotodetektor bo'lib, sirt tushishini ulash usuli asosan bozorda qo'llaniladi va 25 Gbaud/s va 56 Gbaud/s sirt tushishini detektor mahsulotlari amalga oshirildi. Kichikroq o'lchamli, orqa tushishini va katta o'tkazish qobiliyatini detektorlari ham ishlab chiqilgan bo'lib, ular asosan yuqori tezlik va yuqori to'yinganlik dasturlari uchun mos keladi. Biroq, sirt tushishini zondi ulash rejimi bilan cheklangan va boshqa optoelektron qurilmalar bilan integratsiya qilish qiyin. Shuning uchun, optoelektronik integratsiya talablarining yaxshilanishi bilan, mukammal ishlashga ega va integratsiya uchun mos bo'lgan to'lqin yo'nalishi bilan bog'langan InGaAs fotodetektorlari asta-sekin tadqiqot markaziga aylandi, ular orasida 70 gigagertsli va 110 gigagertsli tijorat InGaAs fotozond modullari deyarli barchasi to'lqin yo'nalishi bilan bog'langan tuzilmalardan foydalanadi. Turli substrat materiallariga ko'ra, to'lqin yo'nalishi bilan bog'langan InGaAs fotoelektrik zondini 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 nomuvofiqliklar nisbatan past material yoki interfeys sifatiga olib keladi va qurilmaning ishlashi hali ham yaxshilanish uchun katta imkoniyatga ega.
Nashr vaqti: 2024-yil 31-dekabr