Abstrakt: Avalanche fotodetektorunun əsas quruluşu və iş prinsipi (APD Photodetector) Təqdim olunur, cihaz quruluşunun təkamül prosesi təhlil edilir, cari tədqiqat vəziyyəti ümumiləşdirilir və APD-nin gələcək inkişafı perspektivli şəkildə öyrənilir.
1. Giriş
Bir fotodetektor, işıq siqnallarını elektrik siqnallarına çevirən bir cihazdır. BirYarımkeçirici fotoqram, hadisə ilə həyəcanlanan fotonun yaradılan photon, tətbiqi qərəzli gərginlik altında xarici dövrə daxil olur və ölçülə bilən bir fotokurrent təşkil edir. Maksimum cavabdehlikdə belə bir pin fotodiod yalnız daxili qazancı olmayan bir cihaz olan bir pin-çuxur cütü istehsal edə bilər. Daha çox cavab vermək üçün bir uçqun fotodiodu (APD) istifadə edilə bilər. APD-nin fotourrent üzrə gücləndirilməsi effekti ionlaşma toqquşma effektinə əsaslanır. Müəyyən şərtlərdə, sürətlənmiş elektronlar və dəliklər, yeni bir cüt cüt cüt cüt istehsal etmək üçün lattice ilə toqquşmaq üçün kifayət qədər enerji əldə edə bilər. Bu proses bir zəncirvari bir reaksiyadir ki, yüngül udma yolu ilə yaradılan elektron çuxur cütləri cütü çox sayda elektron çuxur cütü yarada və böyük bir orta fotourrent təşkil edə bilər. Buna görə APD cihazın siqnal-səs-küy nisbətini yaxşılaşdıran yüksək məsuliyyətli və daxili qazanc əldə edir. APD, əsasən, alınan optik gücdə digər məhdudiyyətlərlə uzun məsafəli və ya daha kiçik optik lifli rabitə sistemlərində istifadə ediləcəkdir. Hazırda bir çox optik cihaz mütəxəssisləri APD perspektivlərinə çox nikbindir və inanırlar ki, APD-nin tədqiqatının əlaqəli sahələrin beynəlxalq rəqabət qabiliyyətini artırmaq üçün zəruridir.
2. Texniki inkişafuçqun fotoqramı(APD photodetector)
2.1 materiallar
(1)Si fotodetektoru
SI maddi texnologiyası mikroelektronika sahəsində geniş istifadə olunan yetkin bir texnologiyadır, ancaq optik rabitə sahəsində ümumiyyətlə 1,31mm və 1.55mm olan dalğa uzunluğundakı cihazların hazırlanması üçün uyğun deyil.
(2) ge
GE APD-nin spektral cavabı optik lif ötürülməsində aşağı itkinin və aşağı dağılma tələblərinə uyğun olsa da, hazırlıq prosesində böyük çətinliklər var. Bundan əlavə, GE-nin elektron və çuxur ionlaşma dərəcəsi nisbəti () 1-ə yaxındır, buna görə yüksək performanslı APD cihazları hazırlamaq çətindir.
(3) in0.53ga0.47as / inp
APD və INP-nin çarpayıq təbəqəsi kimi yüngül udma təbəqəsi kimi 0.53GA0.47Ay-ı seçmək üçün effektiv bir üsuldur. In0.53GA0.47AS materialının udma zirvəsi 1.65mm, 1.31mm, 1.55mm dalğa uzunluğu, hazırda işıq detektorunun udma təbəqəsi üçün üstünlük verilən materialdır.
(4)Ingaas Photodetector/ İnfotodetektoru
UNGAASP-ı yüngül bir təbəqə kimi yüngül udma təbəqəsi və mürəkkəb kimi seçərək, 1-1.4mm, yüksək kvant səmərəliliyi, aşağı qaranlıq cərəyan və yüksək uçqun qazancı ilə bir reaksiya dalğası ilə APD-də APD hazırlana bilər. Müxtəlif ərinti komponentlərini seçərək, xüsusi dalğa uzunluqları üçün ən yaxşı performans əldə edilir.
(5) Ingaas / inalas
In0.52al0.48AS Materialında bir qrup boşluğu var (1.47ev) və dalğa uzunluğunda 1,55mm olan dalğalanmır. İncə in in in0.52al0.48as epitaxial təbəqəsi, təmiz elektron enjeksiyonun vəziyyəti altında vurulan bir çoxluq təbəqəsi kimi inp-dən daha yaxşı qazanc əldə edə bilər.
(6) Ingaas / Ingaas (P) / INALAS və Ingaas / In (AL) GAAS / INALAS
Təsirli materialların ionlaşma dərəcəsi APD-nin fəaliyyətinə təsir edən vacib amildir. Nəticələr göstərir ki, multiplier təbəqənin toqquşma ionlaşma dərəcəsi ingaas (p) / inalas və (AL) və (AL) və inalas superlattice strukturlarını təqdim etməklə təkmilləşdirilə bilər. Superlattice strukturundan istifadə etməklə, bant mühəndisliyi, keçirici qrupu və valence bant dəyərləri arasında asimmetrik qrup kənarının kənar işini süni şəkildə idarə edə bilər və kassanın bantının dayandırılmasının valentlik bantının dayandırılmasından daha böyük olmasını təmin edə bilər (δec >> δEV δev). Ingaas toplu materialları ilə müqayisədə, Ingaas / inalas Quantum yaxşı elektron ionlaşma dərəcəsi (a) əhəmiyyətli dərəcədə artır və elektron və deşiklər əlavə enerji qazanır. ΔEC-lərinə görə, elektronların qazandığı enerjinin elektron ionlaşma sürətinin dəlik enerjisinin töhfəsindən daha çox artdığını gözləmək olar ki, ionlaşma dərəcəsi (B). Elektron ionlaşma dərəcəsinin nisbəti (k) deşik ionlaşma dərəcəsi artır. Buna görə, yüksək qazanc-bant genişliyi məhsulu (GBW) və səs-küy performansını superlattice strukturlarını tətbiq etməklə əldə edilə bilər. Bununla birlikdə, K dəyərini artıra bilən Ingaas / inalas Quantum quyu quruluşu APD, optik qəbuledicilərə müraciət etmək çətindir. Bunun səbəbi, maksimum həssaslığa təsir edən çarpan amil, çarpan səs-küyün deyil, qaranlıq cərəyanla məhdudlaşır. Bu quruluşda, qaranlıq cərəyan, əsasən, ingaas quyusunun geniş bir dəstəsi olan İngaas quyusunun quyusunun tunelinin tunelinin tunelinin tunelinin tunelinin təsirindən qaynaqlanır, buna görə də İngaasp və ya inalgaas kimi geniş bantlı boşluq ərintisi, Quantum quyusu quruluşunun quyu təbəqəsi kimi qaranlıq cərəyanı tərk edə bilər.
Time vaxt: Nov-13-2023