L-aħħar riċerka dwar id-ditekter tal-valangi

L-aħħar riċerka ta'fotoditekter tal-valangi

It-teknoloġija tad-detezzjoni infra-aħmar tintuża ħafna fir-rikonoxximent militari, il-monitoraġġ ambjentali, id-dijanjosi medika u oqsma oħra. Id-ditekters tradizzjonali tal-infra-aħmar għandhom xi limitazzjonijiet fil-prestazzjoni, bħas-sensittività tad-detezzjoni, il-veloċità tar-rispons, eċċ. Il-materjali InAs/InAsSb Klassi II superlattice (T2SL) għandhom proprjetajiet fotoelettriċi u sintonizzabbiltà eċċellenti, li jagħmluhom ideali għal ditekters infra-aħmar ta' mewġa twila (LWIR). Il-problema ta' rispons dgħajjef fid-detezzjoni infra-aħmar ta' mewġa twila ilha ta' tħassib għal żmien twil, u dan jillimita ħafna l-affidabbiltà tal-applikazzjonijiet tal-apparati elettroniċi. Għalkemm id-ditekter fotoelettriku tal-valangi (Fotoditekter tal-APD) għandu prestazzjoni ta' rispons eċċellenti, ibati minn kurrent skur għoli waqt il-multiplikazzjoni.

Biex isolvi dawn il-problemi, tim mill-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija Elettronika taċ-Ċina ddisinja b'suċċess fotodijodu tal-valanga infra-aħmar ta' mewġa twila ta' superlattice (T2SL) tal-Klassi II ta' prestazzjoni għolja (APD). Ir-riċerkaturi użaw ir-rata aktar baxxa ta' rikombinazzjoni tal-auger tas-saff assorbitur InAs/InAsSb T2SL biex inaqqsu l-kurrent skur. Fl-istess ħin, AlAsSb b'valur k baxx jintuża bħala s-saff multiplikatur biex jrażżan l-istorbju tal-apparat filwaqt li jżomm qligħ suffiċjenti. Dan id-disinn jipprovdi soluzzjoni promettenti għall-promozzjoni tal-iżvilupp tat-teknoloġija ta' skoperta infra-aħmar ta' mewġa twila. Id-ditekter jadotta disinn f'saffi gradwali, u billi jiġi aġġustat il-proporzjon tal-kompożizzjoni ta' InAs u InAsSb, tinkiseb it-tranżizzjoni bla xkiel tal-istruttura tal-faxxa, u l-prestazzjoni tad-ditekter titjieb. F'termini tal-għażla tal-materjal u l-proċess ta' preparazzjoni, dan l-istudju jiddeskrivi fid-dettall il-metodu ta' tkabbir u l-parametri tal-proċess tal-materjal InAs/InAsSb T2SL użat biex jipprepara d-ditekter. Id-determinazzjoni tal-kompożizzjoni u l-ħxuna ta' InAs/InAsSb T2SL hija kritika u l-aġġustament tal-parametri huwa meħtieġ biex jinkiseb bilanċ tal-istress. Fil-kuntest ta' skoperta infra-aħmar ta' mewġa twila, biex tinkiseb l-istess wavelength ta' qtugħ bħal InAs/GaSb T2SL, huwa meħtieġ perjodu wieħed ta' InAs/InAsSb T2SL eħxen. Madankollu, monoċiklu eħxen jirriżulta fi tnaqqis fil-koeffiċjent ta' assorbiment fid-direzzjoni tat-tkabbir u żieda fil-massa effettiva tat-toqob fit-T2SL. Instab li ż-żieda tal-komponent Sb tista' tikseb wavelength ta' qtugħ itwal mingħajr ma żżid b'mod sinifikanti l-ħxuna tal-perjodu wieħed. Madankollu, kompożizzjoni eċċessiva ta' Sb tista' twassal għas-segregazzjoni tal-elementi Sb.

Għalhekk, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL bil-grupp Sb 0.5 intgħażel bħala s-saff attiv tal-APDfotoditekterInAs/InAsSb T2SL jikber prinċipalment fuq sottostrati ta' GaSb, għalhekk ir-rwol ta' GaSb fil-ġestjoni tat-tensjoni jeħtieġ li jiġi kkunsidrat. Essenzjalment, il-kisba ta' ekwilibriju tat-tensjoni tinvolvi t-tqabbil tal-kostanti medja tal-kannizzata ta' superkannizzata għal perjodu wieħed mal-kostanti tal-kannizzata tas-sottostrat. Ġeneralment, it-tensjoni tensili fl-InAs hija kkumpensata mit-tensjoni kompressiva introdotta mill-InAsSb, li tirriżulta f'saff ta' InAs eħxen mis-saff ta' InAsSb. Dan l-istudju kejjel il-karatteristiċi tar-rispons fotoelettriku tal-fotoditekter tal-valangi, inkluż ir-rispons spettrali, il-kurrent skur, l-istorbju, eċċ., u vverifika l-effettività tad-disinn tas-saff tal-gradjent gradwali. L-effett tal-multiplikazzjoni tal-valangi tal-fotoditekter tal-valangi huwa analizzat, u r-relazzjoni bejn il-fattur tal-multiplikazzjoni u l-qawwa tad-dawl inċidentali, it-temperatura u parametri oħra hija diskussa.

FIG. (A) Dijagramma skematika tad-ditekter APD tal-infra-aħmar b'mewġa twila InAs/InAsSb; (B) Dijagramma skematika tal-kampi elettriċi f'kull saff tad-ditekter APD.