Eng so'nggi tadqiqotlarko'chki fotodetektori
Infraqizil aniqlash texnologiyasi harbiy razvedka, atrof-muhit monitoringi, tibbiy diagnostika va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. An'anaviy infraqizil detektorlarning ishlash qobiliyatida ba'zi cheklovlar mavjud, masalan, aniqlash sezgirligi, javob tezligi va boshqalar. InAs/InAsSb II sinf superpanjara (T2SL) materiallari ajoyib fotoelektrik xususiyatlarga va sozlanishga ega, bu ularni uzoq to'lqinli infraqizil (LWIR) detektorlar uchun ideal qiladi. Uzoq to'lqinli infraqizil aniqlashda zaif javob muammosi uzoq vaqtdan beri tashvish tug'dirib kelmoqda, bu esa elektron qurilmalarning ishonchliligini sezilarli darajada cheklaydi. Garchi ko'chki fotodetektori (APD fotodetektori) ajoyib javob berish ko'rsatkichlariga ega, ko'paytirish paytida yuqori qorong'u oqimdan aziyat chekadi.
Ushbu muammolarni hal qilish uchun Xitoy Elektronika fanlari va texnologiyalari universiteti jamoasi yuqori samarali II sinf superpanjara (T2SL) uzun to'lqinli infraqizil ko'chki fotodiodini (APD) muvaffaqiyatli ishlab chiqdi. Tadqiqotchilar qorong'u tokni kamaytirish uchun InAs/InAsSb T2SL yutuvchi qatlamining pastki shnekli rekombinatsiya tezligidan foydalanishdi. Shu bilan birga, k qiymati past bo'lgan AlAsSb qurilma shovqinini bostirish va yetarli kuchaytirishni saqlab qolish uchun multiplikator qatlami sifatida ishlatiladi. Ushbu dizayn uzoq to'lqinli infraqizil aniqlash texnologiyasini rivojlantirishni rag'batlantirish uchun istiqbolli yechimni taqdim etadi. Detektor pog'onali ko'p bosqichli dizaynni qo'llaydi va InAs va InAsSb tarkibiy nisbatlarini sozlash orqali tasma tuzilishining silliq o'tishiga erishiladi va detektorning ishlashi yaxshilanadi. Materiallarni tanlash va tayyorlash jarayoni nuqtai nazaridan, ushbu tadqiqot detektorni tayyorlash uchun ishlatiladigan InAs/InAsSb T2SL materialining o'sish usuli va jarayon parametrlarini batafsil tavsiflaydi. InAs/InAsSb T2SL tarkibi va qalinligini aniqlash juda muhim va kuchlanish muvozanatiga erishish uchun parametrlarni sozlash talab etiladi. Uzoq to'lqinli infraqizil aniqlash sharoitida, InAs/GaSb T2SL bilan bir xil kesish to'lqin uzunligiga erishish uchun qalinroq InAs/InAsSb T2SL bitta davri talab qilinadi. Biroq, qalinroq monotsikl o'sish yo'nalishi bo'yicha yutilish koeffitsientining pasayishiga va T2SLdagi teshiklarning samarali massasining oshishiga olib keladi. Sb komponentini qo'shish bitta davr qalinligini sezilarli darajada oshirmasdan uzunroq kesish to'lqin uzunligiga erishishi mumkinligi aniqlandi. Biroq, ortiqcha Sb tarkibi Sb elementlarining ajralib chiqishiga olib kelishi mumkin.
Shuning uchun, APD ning faol qatlami sifatida Sb guruhi 0,5 bo'lgan InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL tanlangan.fotodetektorInAs/InAsSb T2SL asosan GaSb substratlarida o'sadi, shuning uchun GaSb ning kuchlanishni boshqarishdagi rolini hisobga olish kerak. Asosan, kuchlanish muvozanatiga erishish uchun bir davr uchun superpanjaraning o'rtacha panjara konstantasini substratning panjara konstantasi bilan taqqoslash kerak. Odatda, InAs dagi cho'zilish kuchlanishi InAsSb tomonidan kiritilgan siqilish kuchlanishi bilan qoplanadi, natijada InAsSb qatlamiga qaraganda qalinroq InAs qatlami hosil bo'ladi. Ushbu tadqiqotda ko'chki fotodetektorining spektral javob, qorong'u oqim, shovqin va boshqalarni o'z ichiga olgan fotoelektrik javob xususiyatlari o'lchandi va pog'onali gradient qatlam dizaynining samaradorligi tasdiqlandi. Ko'chki fotodetektorining ko'chki ko'paytirish effekti tahlil qilinadi va ko'paytirish koeffitsienti va tushgan yorug'lik kuchi, harorat va boshqa parametrlar o'rtasidagi bog'liqlik muhokama qilinadi.
(A) InAs/InAsSb uzun to'lqinli infraqizil APD fotodetektorining sxematik diagrammasi; (B) APD fotodetektorining har bir qatlamidagi elektr maydonlarining sxematik diagrammasi.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 6-yanvar