Təqdim etInGaAs fotodetektoru
InGaAs yüksək cavab vəyüksək sürətli fotodetektorƏvvəla, InGaAs birbaşa zolaqlı yarımkeçirici materialdır və onun zolaqlı genişliyi In və Ga arasındakı nisbətlə tənzimlənə bilər və bu da müxtəlif dalğa uzunluqlu optik siqnalların aşkarlanmasına imkan verir. Bunların arasında In0.53Ga0.47As InP substrat qəfəsi ilə mükəmməl uyğunlaşır və optik rabitə zolağında çox yüksək işıq udma əmsalına malikdir. Hazırlanmasında ən çox istifadə edilən materialdır.fotodetektorvə həmçinin ən görkəmli qaranlıq cərəyan və cavabdehlik performansına malikdir. İkincisi, həm InGaAs, həm də InP materialları nisbətən yüksək elektron sürüşmə sürətlərinə malikdir, doymuş elektron sürüşmə sürətləri təxminən 1 × 107 sm/s-dir. Bu arada, müəyyən elektrik sahələri altında InGaAs və InP materialları elektron sürətinin aşılması effektləri nümayiş etdirir, aşılma sürətləri müvafiq olaraq 4 × 107 sm/s və 6 × 107 sm/s-ə çatır. Bu, daha yüksək keçid zolağına nail olmağa kömək edir. Hazırda InGaAs fotodetektorları optik rabitə üçün ən əsas fotodetektordur. Bazarda səth-insident birləşdirmə metodu ən çox yayılmışdır. 25 Gaud/s və 56 Gaud/s olan səth-insident detektor məhsulları artıq kütləvi istehsal edilə bilər. Əsasən yüksək sürət və yüksək doyma kimi tətbiqlər üçün daha kiçik ölçülü, geri-insident və yüksək zolaq genişliyindəki səth-insident detektorları da hazırlanmışdır. Lakin, birləşmə metodlarının məhdudiyyətlərinə görə, səth hadisə detektorlarının digər optoelektron cihazlarla inteqrasiyası çətindir. Buna görə də, optoelektron inteqrasiyaya artan tələbatla, əla performansa və inteqrasiya üçün uyğun dalğaötürücü ilə birləşdirilmiş InGaAs fotodetektorları tədricən tədqiqatın mərkəzinə çevrilmişdir. Bunların arasında, demək olar ki, hamısı 70GHz və 110GHz tezlikli kommersiya InGaAs fotodetektor modulları dalğaötürücü ilə birləşdirilmiş strukturlardan istifadə edir. Substrat materiallarının fərqinə görə, dalğaötürücü ilə birləşdirilmiş InGaAs fotodetektorları əsasən iki növə təsnif edilə bilər: INP əsaslı və Si əsaslı. InP substratlarında epitaksial material yüksək keyfiyyətə malikdir və yüksək performanslı cihazların istehsalı üçün daha uyğundur. Lakin, Si substratlarında yetişdirilən və ya birləşdirilmiş III-V qrup materialları üçün InGaAs materialları ilə Si substratları arasında müxtəlif uyğunsuzluqlar səbəbindən materialın və ya interfeysin keyfiyyəti nisbətən zəifdir və cihazların performansında hələ də xeyli yaxşılaşma var.
Fotodetektorun müxtəlif tətbiq mühitlərində, xüsusən də ekstremal şəraitdə sabitliyi də praktik tətbiqlərdə əsas amillərdən biridir. Son illərdə çox diqqət çəkən perovskit, üzvi və ikiölçülü materiallar kimi yeni tip detektorlar, materialların özlərinin ətraf mühit amillərindən asanlıqla təsirlənməsi səbəbindən uzunmüddətli sabitlik baxımından hələ də bir çox çətinliklərlə üzləşirlər. Bununla yanaşı, yeni materialların inteqrasiya prosesi hələ də yetkin deyil və genişmiqyaslı istehsal və performans sabitliyi üçün əlavə tədqiqatlara ehtiyac var.
İnduktorların tətbiqi hazırda cihazların bant genişliyini effektiv şəkildə artıra bilsə də, rəqəmsal optik rabitə sistemlərində populyar deyil. Buna görə də, cihazın parazitar RC parametrlərini daha da azaltmaq üçün mənfi təsirlərdən necə qaçınmaq olar, yüksək sürətli fotodetektorun tədqiqat istiqamətlərindən biridir. İkincisi, dalğa ötürücüsü ilə birləşdirilmiş fotodetektorların bant genişliyi artmağa davam etdikcə, bant genişliyi ilə cavabdehlik arasındakı məhdudiyyət yenidən ortaya çıxmağa başlayır. 200 GHz-dən çox 3dB bant genişliyinə malik Ge/Si fotodetektorları və InGaAs fotodetektorları barədə məlumat verilsə də, onların cavabdehlikləri qənaətbəxş deyil. Yaxşı cavabdehliyi qoruyarkən bant genişliyini necə artırmaq vacib bir tədqiqat mövzusudur və bu, həll etmək üçün yeni prosesə uyğun materialların (yüksək hərəkətlilik və yüksək udma əmsalı) və ya yeni yüksək sürətli cihaz strukturlarının tətbiqini tələb edə bilər. Bundan əlavə, cihazın bant genişliyi artdıqca, detektorların mikrodalğalı fotonik əlaqələrdə tətbiq ssenariləri tədricən artacaq. Optik rabitədə kiçik optik güc insidensi və yüksək həssaslıq aşkarlamasından fərqli olaraq, yüksək bant genişliyinə əsaslanan bu ssenari yüksək güclü insidens üçün yüksək doyma gücünə tələbat yaradır. Lakin, yüksək bant genişliyinə malik cihazlar adətən kiçik ölçülü strukturlardan istifadə edir, buna görə də yüksək sürətli və yüksək doyma gücünə malik fotodetektorlar hazırlamaq asan deyil və cihazların daşıyıcı çıxarılması və istilik yayılması sahəsində əlavə yeniliklərə ehtiyac ola bilər. Nəhayət, yüksək sürətli detektorların qaranlıq cərəyanının azaldılması qəfəs uyğunsuzluğu olan fotodetektorların həll etməli olduğu problem olaraq qalır. Qaranlıq cərəyan əsasən materialın kristal keyfiyyəti və səth vəziyyəti ilə əlaqədardır. Buna görə də, yüksək keyfiyyətli heteroepitaksiya və ya qəfəs uyğunsuzluğu sistemləri altında birləşmə kimi əsas proseslər daha çox tədqiqat və investisiya tələb edir.
Yayımlanma vaxtı: 20 Avqust 2025