Najnovije istraživanje ofotodetektor lavine
Tehnologija infracrvene detekcije se široko koristi u vojnom izviđanju, praćenju okoliša, medicinskoj dijagnostici i drugim oblastima. Tradicionalni infracrveni detektori imaju neka ograničenja u performansama, kao što su osjetljivost detekcije, brzina odziva i tako dalje. InAs/InAsSb superrešetkasti materijali klase II (T2SL) imaju odlična fotoelektrična svojstva i podesivnost, što ih čini idealnim za dugotalasne infracrvene (LWIR) detektore. Problem slabog odziva kod dugotalasne infracrvene detekcije je dugo vremena bio problem, što uveliko ograničava pouzdanost primjene elektronskih uređaja. Iako lavinski fotodetektor (APD fotodetektor) ima odlične performanse odziva, pati od visoke tamne struje tokom množenja.
Kako bi riješio ove probleme, tim sa Univerziteta elektronskih nauka i tehnologije u Kini uspješno je dizajnirao visokoperformansnu fotodiodu (APD) dugotalasne infracrvene lavinske fotodiode (APD) klase II superrešetke (T2SL). Istraživači su koristili nižu brzinu rekombinacije pužnog mehanizma InAs/InAsSb T2SL apsorpcionog sloja kako bi smanjili tamnu struju. Istovremeno, AlAsSb sa niskom k vrijednošću se koristi kao sloj multiplikatora za suzbijanje šuma uređaja uz održavanje dovoljnog pojačanja. Ovaj dizajn pruža obećavajuće rješenje za promovisanje razvoja tehnologije infracrvene detekcije dugotalasnog zračenja. Detektor usvaja stepenasti slojeviti dizajn, a podešavanjem odnosa sastava InAs i InAsSb postiže se glatki prelaz strukture pojasa i poboljšavaju se performanse detektora. U smislu procesa odabira materijala i pripreme, ova studija detaljno opisuje metodu rasta i procesne parametre InAs/InAsSb T2SL materijala koji se koristi za pripremu detektora. Određivanje sastava i debljine InAs/InAsSb T2SL je ključno i potrebno je podešavanje parametara kako bi se postigla ravnoteža napona. U kontekstu detekcije dugih infracrvenih zračenja, da bi se postigla ista granična talasna dužina kao kod InAs/GaSb T2SL, potreban je deblji InAs/InAsSb T2SL jednoperiodni sloj. Međutim, deblji monociklus rezultira smanjenjem koeficijenta apsorpcije u smjeru rasta i povećanjem efektivne mase rupa u T2SL. Utvrđeno je da dodavanje Sb komponente može postići dužu graničnu talasnu dužinu bez značajnog povećanja debljine pojedinačnog perioda. Međutim, prekomjerni sastav Sb može dovesti do segregacije Sb elemenata.
Stoga je InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL sa Sb grupom 0.5 odabran kao aktivni sloj APD-a.fotodetektorInAs/InAsSb T2SL uglavnom raste na GaSb podlogama, tako da treba uzeti u obzir ulogu GaSb u upravljanju naprezanjem. U suštini, postizanje ravnoteže naprezanja uključuje poređenje prosječne konstante rešetke superrešetke za jedan period sa konstantom rešetke podloge. Općenito, zatezni napon u InAs-u kompenziran je kompresijskim naponom koji unosi InAsSb, što rezultira debljim slojem InAs od sloja InAsSb. Ova studija je izmjerila karakteristike fotoelektričnog odziva lavinskog fotodetektora, uključujući spektralni odziv, tamnu struju, šum itd., i potvrdila efikasnost dizajna stepenastog gradijentnog sloja. Analiziran je efekat multiplikacije lavine lavinskog fotodetektora i razmatran je odnos između faktora multiplikacije i snage upadne svjetlosti, temperature i drugih parametara.
SLIKA (A) Shematski dijagram InAs/InAsSb dugotalasnog infracrvenog APD fotodetektora; (B) Shematski dijagram električnih polja na svakom sloju APD fotodetektora.
Vrijeme objave: 06.01.2025.