təqdim etməkInGaAs fotodetektoru
InGaAs yüksək reaksiyaya nail olmaq üçün ideal materiallardan biridiryüksək sürətli fotodetektor. Birincisi, InGaAs birbaşa diapazonlu yarımkeçirici materialdır və onun bant genişliyi müxtəlif dalğa uzunluqlarının optik siqnallarını aşkar etməyə imkan verən In və Ga arasındakı nisbətlə tənzimlənə bilər. Onların arasında In0.53Ga0.47As InP substrat şəbəkəsi ilə mükəmməl uyğunlaşır və optik rabitə zolağında çox yüksək işıq udma əmsalına malikdir. Hazırlanmasında ən çox istifadə olunurfotodetektorvə həmçinin ən görkəmli qaranlıq cərəyan və cavabdehlik performansına malikdir. İkincisi, həm InGaAs, həm də InP materialları nisbətən yüksək elektron sürüşmə sürətlərinə malikdirlər, onların doymuş elektron sürüşmə sürətləri hər ikisi təxminən 1×107 sm/s təşkil edir. Eyni zamanda, xüsusi elektrik sahələri altında InGaAs və InP materialları elektron sürətinin aşılma effektləri nümayiş etdirir, onların aşırma sürətləri müvafiq olaraq 4×107sm/s və 6×107sm/s-ə çatır. Daha yüksək keçid bant genişliyinə nail olmaq üçün əlverişlidir. Hazırda InGaAs fotodetektorları optik rabitə üçün ən əsas fotodetektordur. Bazarda səth-insident birləşmə üsulu ən çox yayılmışdır. 25 Gaud/s və 56 Gaud/s olan yerüstü insident detektoru məhsulları artıq kütləvi istehsal oluna bilər. Əsasən yüksək sürət və yüksək doyma kimi tətbiqlər üçün daha kiçik ölçülü, arxa insident və yüksək bant genişliyinə malik yerüstü insident detektorları da hazırlanmışdır. Bununla belə, onların birləşmə üsullarının məhdudiyyətləri səbəbindən səth hadisəsi detektorlarını digər optoelektronik cihazlarla inteqrasiya etmək çətindir. Buna görə də, optoelektronik inteqrasiyaya artan tələbatla, mükəmməl performansa malik və inteqrasiya üçün uyğun olan dalğa ötürücü ilə birləşdirilmiş InGaAs fotodetektorları tədricən tədqiqatın mərkəzinə çevrildi. Onların arasında 70GHz və 110GHz kommersiya InGaAs fotodetektor modulları demək olar ki, hamısı dalğa ötürücü birləşmə strukturlarını qəbul edir. Substrat materiallarının fərqinə görə, dalğa ötürücü ilə birləşdirilmiş InGaAs fotodetektorları əsasən iki növə təsnif edilə bilər: INP əsaslı və Si əsaslı. InP substratlarında epitaksial material yüksək keyfiyyətə malikdir və yüksək məhsuldar cihazların istehsalı üçün daha uyğundur. Bununla belə, Si substratlarında yetişdirilmiş və ya yapışdırılmış III-V qrup materialları üçün InGaAs materialları və Si substratları arasında müxtəlif uyğunsuzluqlar səbəbindən material və ya interfeys keyfiyyəti nisbətən zəifdir və cihazların işini yaxşılaşdırmaq üçün hələ də kifayət qədər yer var.
Fotodetektorun müxtəlif tətbiq mühitlərində, xüsusilə ekstremal şəraitdə dayanıqlılığı da praktik tətbiqlərdə əsas amillərdən biridir. Son illərdə böyük diqqəti cəlb edən perovskit, üzvi və ikiölçülü materiallar kimi yeni tip detektorlar, materialların özləri ətraf mühit faktorlarından asanlıqla təsirləndiyi üçün hələ də uzunmüddətli dayanıqlıq baxımından bir çox problemlərlə üzləşirlər. Bu arada, yeni materialların inteqrasiya prosesi hələ də yetkin deyil və geniş miqyaslı istehsal və performans ardıcıllığı üçün əlavə kəşfiyyat hələ də lazımdır.
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 yüksək sürətli fotodetektorun tədqiqat istiqamətlərindən biridir. İkincisi, dalğa ötürücü ilə birləşdirilmiş fotodetektorların bant genişliyi artmağa davam etdikcə, bant genişliyi və cavabdehlik arasındakı məhdudiyyət yenidən ortaya çıxmağa başlayır. Ge/Si fotodetektorları və 200 GHz-dən çox 3dB bant genişliyi olan InGaAs fotodetektorları barədə məlumat verilsə də, onların məsuliyyəti qənaətbəxş deyil. Yaxşı cavabdehliyi qoruyarkən bant genişliyini necə artırmaq vacib tədqiqat mövzusudur ki, bunun həlli üçün yeni prosesə uyğun materialların (yüksək hərəkətlilik və yüksək udma əmsalı) və ya yeni yüksək sürətli cihaz strukturlarının tətbiqi tələb oluna bilər. Bundan əlavə, cihazın bant genişliyi artdıqca, mikrodalğalı fotonik keçidlərdə detektorların tətbiqi ssenariləri tədricən artacaq. Kiçik optik güc insidentindən və optik rabitədə yüksək həssaslığın aşkarlanmasından fərqli olaraq, bu ssenari, yüksək bant genişliyi əsasında, yüksək gücə malik insident üçün yüksək doyma gücü tələbinə malikdir. Bununla belə, yüksək bant genişliyi olan cihazlar adətən kiçik ölçülü strukturları qəbul edirlər, buna görə də yüksək sürətli və yüksək doyma gücünə malik fotodetektorlar hazırlamaq asan deyil və cihazların daşıyıcısının çıxarılması və istilik yayılmasında 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 bağlıdır. Buna görə də, yüksək keyfiyyətli heteroepitaksiya və ya şəbəkə uyğunsuzluğu sistemləri altında bağlanma kimi əsas proseslər daha çox araşdırma və investisiya tələb edir.
Göndərmə vaxtı: 20 avqust 2025-ci il