L-Istruttura ta'Fotoditekter tal-InGaAs
Mill-1980ijiet 'l hawn, ir-riċerkaturi ilhom jistudjaw l-istruttura tal-fotoditekters tal-InGaAs, li jistgħu jiġu mqassra fi tliet tipi ewlenin: metall InGaAs metall semikondutturfotodetetturi(MSM-PD), InGaAsFotoditekters tal-PIN(PIN-PD), u InGaAsfotoditekters tal-valangi(APD-PD). Hemm differenzi sinifikanti fil-proċess tal-produzzjoni u l-ispiża tal-fotoditekters tal-InGaAs bi strutturi differenti, u hemm ukoll differenzi sinifikanti fil-prestazzjoni tal-apparat.
Id-dijagramma skematika tal-istruttura tad-ditekter tal-metall semikonduttur tal-metall InGaAs hija murija fil-figura, li hija struttura speċjali bbażata fuq il-ġunzjoni Schottky. Fl-1992, Shi et al. użaw it-teknoloġija tal-epitassija tal-fażi tal-fwar organiku tal-metall bi pressjoni baxxa (LP-MOVPE) biex ikabbru saffi epitassjali u jippreparaw fotoditekters InGaAs MSM. L-apparat għandu risponsività għolja ta' 0.42 A/W f'tul ta' mewġa ta' 1.3 μm u kurrent skur ta' inqas minn 5.6 pA/μm² f'1.5 V. Fl-1996, ir-riċerkaturi użaw l-epitassija tar-raġġ molekulari fil-fażi tal-gass (GSMBE) biex ikabbru saffi epitassjali InAlAs InGaAs InP, li wrew karatteristiċi ta' reżistività għolja. Il-kundizzjonijiet tat-tkabbir ġew ottimizzati permezz ta' kejl tad-diffrazzjoni tar-raġġi-X, li rriżulta f'nuqqas ta' qbil fil-kannizzata bejn is-saffi InGaAs u InAlAs fil-medda ta' 1 × 10⁻³. B'riżultat ta' dan, il-prestazzjoni tal-apparat ġiet ottimizzata, b'kurrent skur ta' inqas minn 0.75 pA/μ m² f'10 V u rispons temporanju mgħaġġel ta' 16 ps f'5 V. B'mod ġenerali, il-fotoditekter tal-istruttura MSM għandu struttura sempliċi u faċli biex tiġi integrata, li turi kurrent skur (livell pA) aktar baxx, iżda l-elettrodu tal-metall inaqqas iż-żona effettiva ta' assorbiment tad-dawl tal-apparat, li tirriżulta f'risponsività aktar baxxa meta mqabbla ma' strutturi oħra.
Id-ditekter fotoelettriku PIN tal-InGaAs għandu saff intrinsiku mdaħħal bejn is-saff tal-kuntatt tat-tip P u s-saff tal-kuntatt tat-tip N, kif muri fil-figura, li jżid il-wisa' tar-reġjun tat-tnaqqis, u b'hekk jirradja aktar pari ta' toqob tal-elettroni u jifforma fotokurrent akbar, u b'hekk juri konduttività elettronika eċċellenti. Fl-2007, ir-riċerkaturi użaw l-MBE biex ikabbru saffi ta' lqugħ f'temperatura baxxa, u b'hekk tejbu l-ħruxija tal-wiċċ u jegħlbu d-diskrepanza tal-kannizzata bejn Si u InP. Huma integraw strutturi PIN tal-InGaAs fuq sottostrati tal-InP bl-użu tal-MOCVD, u r-risponsività tal-apparat kienet ta' madwar 0.57 A/W. Fl-2011, ir-riċerkaturi użaw id-ditekters fotoelettriku PIN biex jiżviluppaw apparat tal-immaġini LiDAR ta' medda qasira għan-navigazzjoni, l-evitar ta' ostakli/ħabtiet, u d-detezzjoni/rikonoxximent tal-miri ta' vetturi żgħar tal-art bla ekwipaġġ. L-apparat ġie integrat ma' ċippa tal-amplifikatur tal-microwave bi prezz baxx, u b'hekk tejjeb b'mod sinifikanti l-proporzjon sinjal-ħoss tad-ditekters fotoelettriku PIN tal-InGaAs. Fuq din il-bażi, fl-2012, ir-riċerkaturi applikaw dan l-apparat tal-immaġini LiDAR għar-robots, b'firxa ta' skoperta ta' aktar minn 50 metru u riżoluzzjoni miżjuda għal 256 × 128.
Fotoditekter tal-valangi InGaAs huwa tip ta' fotoditekter b'qligħ, kif muri fid-dijagramma tal-istruttura. Il-pari tat-toqob tal-elettroni jiksbu biżżejjed enerġija taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku ġewwa r-reġjun tad-doppju, u jaħbtu mal-atomi biex jiġġeneraw pari ġodda ta' toqob tal-elettroni, u b'hekk jiffurmaw effett ta' valanga u jirdoppjaw it-trasportaturi tal-ċarġ mhux f'ekwilibriju fil-materjal. Fl-2013, ir-riċerkaturi użaw MBE biex ikabbru ligi InGaAs u InAlAs imqabbla mal-kannizzata fuq sottostrati InP, billi jimmodulaw l-enerġija tat-trasportatur permezz ta' bidliet fil-kompożizzjoni tal-liga, il-ħxuna tas-saff epitassjali, u d-doping, u b'hekk jimmassimizzaw il-jonizzazzjoni tal-elettroxokk filwaqt li jimminimizzaw il-jonizzazzjoni tat-toqob. Taħt qligħ tas-sinjal tal-ħruġ ekwivalenti, l-APD juri storbju baxx u kurrent skur aktar baxx. Fl-2016, ir-riċerkaturi bnew pjattaforma sperimentali ta' immaġini bil-lejżer attiva ta' 1570 nm ibbażata fuq fotoditekters tal-valangi InGaAs. Iċ-ċirkwit intern tal-Fotoditekter tal-APDriċeviet ekujiet u toħroġ direttament sinjali diġitali, u b'hekk l-apparat kollu jsir kompatt. Ir-riżultati sperimentali huma murija fil-Figuri (d) u (e). Il-Figura (d) hija ritratt fiżiku tal-mira tal-immaġini, u l-Figura (e) hija immaġni tridimensjonali tad-distanza. Jista' jidher b'mod ċar li ż-żona tat-tieqa fiż-Żona C għandha ċerta distanza ta' fond miż-Żoni A u B. Din il-pjattaforma tikseb wisa' tal-polz ta' inqas minn 10 ns, enerġija ta' polz wieħed aġġustabbli (1-3) mJ, angolu tal-kamp viżiv ta' 2° għal-lentijiet li jittrażmettu u jirċievu, rata ta' ripetizzjoni ta' 1 kHz, u ċiklu ta' xogħol tad-ditekter ta' madwar 60%. Bis-saħħa tal-qligħ intern tal-fotokurrent, ir-rispons veloċi, id-daqs kompatt, id-durabbiltà, u l-ispiża baxxa tal-APD, il-fotoditekters tal-APD jistgħu jiksbu rata ta' skoperta li hija ordni ta' kobor ogħla mill-fotoditekters PIN. Għalhekk, bħalissa r-radar tal-lejżer mainstream juża prinċipalment fotoditekters tal-valangi.
Ħin tal-posta: 11 ta' Frar 2026