Progress fir-Riċerka ta'Fotoditekter tal-InGaAs
Bit-tkabbir esponenzjali tal-volum tat-trażmissjoni tad-dejta tal-komunikazzjoni, it-teknoloġija tal-interkonnessjoni ottika ssostitwiet it-teknoloġija tradizzjonali tal-interkonnessjoni elettrika u saret it-teknoloġija ewlenija għat-trażmissjoni b'veloċità għolja u b'telf baxx fuq distanzi medji u twal. Bħala l-komponent ewlieni tat-tarf riċevitur ottiku, il-fotoditektergħandu rekwiżiti dejjem ogħla għall-prestazzjoni tiegħu b'veloċità għolja. Fost dawn, il-fotoditekter akkoppjat bil-gwida tal-mewġ huwa żgħir fid-daqs, b'bandwidth għoli, u faċli biex jiġi integrat on-chip ma' apparati optoelettroniċi oħra, li huwa l-fokus tar-riċerka tal-fotoditekter b'veloċità għolja. u huma l-aktar fotoditekters rappreżentattivi fil-medda ta' komunikazzjoni qrib l-infra-aħmar.
InGaAs huwa wieħed mill-materjali ideali biex tinkiseb veloċità għolja ufotoditekters b'rispons għoliL-ewwelnett, InGaAs huwa materjal semikonduttur b'bandgap dirett, u l-wisa' tal-bandgap tiegħu tista' tiġi regolata mill-proporzjon bejn In u Ga, li jippermetti l-iskoperta ta' sinjali ottiċi ta' wavelengths differenti. Fost dawn, In0.53Ga0.47As huwa mqabbel perfettament mal-kannizzata tas-sottostrat InP u għandu koeffiċjent ta' assorbiment tad-dawl għoli ħafna fil-medda ta' komunikazzjoni ottika. Huwa l-aktar użat fil-preparazzjoni ta' fotoditekter u għandu wkoll l-aktar prestazzjoni eċċellenti ta' kurrent skur u rispons. It-tieni nett, kemm il-materjali InGaAs kif ukoll InP għandhom veloċitajiet ta' drift tal-elettroni relattivament għoljin, bil-veloċitajiet saturati tad-drift tal-elettroni tagħhom it-tnejn ikunu bejn wieħed u ieħor 1 × 10 7 cm/s. Sadanittant, taħt kampi elettriċi speċifiċi, il-materjali InGaAs u InP juru effetti ta' overshoot tal-veloċità tal-elettroni, bil-veloċitajiet ta' overshoot tagħhom jilħqu 4 × 10 7 cm/s u 6 × 10 7 cm/s rispettivament. Dan iwassal biex jinkiseb bandwidth ta' qsim ogħla. Fil-preżent, il-fotoditekters InGaAs huma l-aktar fotoditekters mainstream għall-komunikazzjoni ottika. Ġew żviluppati wkoll ditekters ta' inċidenti tal-wiċċ ta' daqs iżgħar, ta' back-incident, u ta' bandwidth għolja, prinċipalment użati f'applikazzjonijiet bħal veloċità għolja u saturazzjoni għolja.
Madankollu, minħabba l-limitazzjonijiet tal-metodi ta' akkoppjar tagħhom, id-ditekters tal-inċidenti tal-wiċċ huma diffiċli biex jiġu integrati ma' apparati optoelettroniċi oħra. Għalhekk, bid-domanda dejjem tikber għall-integrazzjoni optoelettronika, id-ditekters fotoelettroniċi InGaAs akkoppjati b'gwida tal-mewġ b'prestazzjoni eċċellenti u adattati għall-integrazzjoni saru gradwalment il-fokus tar-riċerka. Fost dawn, il-moduli kummerċjali tad-ditekters fotoelettroniċi InGaAs ta' 70GHz u 110GHz kważi kollha jadottaw strutturi ta' akkoppjar ta' gwida tal-mewġ. Skont id-differenza fil-materjali tas-sottostrat, id-ditekters fotoelettroniċi InGaAs akkoppjati b'gwida tal-mewġ jistgħu prinċipalment jiġu kklassifikati f'żewġ tipi: ibbażati fuq l-INP u bbażati fuq is-Si. Il-materjal epitassjali fuq sottostrati InP għandu kwalità għolja u huwa aktar adattat għall-fabbrikazzjoni ta' apparati ta' prestazzjoni għolja. Madankollu, għal materjali tal-grupp III-V imkabbra jew magħqudin fuq sottostrati Si, minħabba diversi nuqqasijiet ta' qbil bejn il-materjali InGaAs u s-sottostrati Si, il-kwalità tal-materjal jew tal-interfaċċja hija relattivament fqira, u għad hemm lok konsiderevoli għal titjib fil-prestazzjoni tal-apparati.
L-apparat juża InGaAsP minflok InP bħala l-materjal tar-reġjun tat-tnaqqis. Għalkemm inaqqas il-veloċità tad-drift tas-saturazzjoni tal-elettroni sa ċertu punt, itejjeb l-akkoppjar tad-dawl inċidentali mill-gwida tal-mewġ għar-reġjun tal-assorbiment. Fl-istess ħin, is-saff ta' kuntatt tat-tip N tal-InGaAsP jitneħħa, u jiġi ffurmat vojt żgħir fuq kull naħa tal-wiċċ tat-tip P, li jtejjeb b'mod effettiv ir-restrizzjoni fuq il-kamp tad-dawl. Dan jgħin biex l-apparat jikseb risponsività ogħla.
Ħin tal-posta: 28 ta' Lulju 2025