Ultra naziklər haqqında yeni tədqiqatInGaAs fotodetektoru
Qısa dalğalı infraqırmızı (SWIR) görüntüləmə texnologiyasının inkişafı gecə görmə sistemlərinə, sənaye yoxlamasına, elmi tədqiqatlara, təhlükəsizlik mühafizəsinə və digər sahələrə əhəmiyyətli töhfələr vermişdir. Görünən işıq spektrindən kənarda aşkarlamaya artan tələbatla qısa dalğalı infraqırmızı görüntü sensorlarının inkişafı da daim artır. Bununla belə, yüksək qətnaməli və aşağı səs-küyə nail olmaqgeniş spektrli fotodetektorhələ də bir çox texniki çətinliklərlə üzləşir. Ənənəvi InGaAs qısa dalğalı infraqırmızı fotodetektoru əla fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyi və daşıyıcı hərəkətliliyi nümayiş etdirə bilsə də, onların əsas performans göstəriciləri ilə cihaz strukturu arasında fundamental ziddiyyət mövcuddur. Daha yüksək kvant səmərəliliyi (QE) əldə etmək üçün ənənəvi dizaynlar 3 mikrometr və ya daha çox udma təbəqəsi (AL) tələb edir və bu struktur dizayn müxtəlif problemlərə səbəb olur.
InGaAs qısa dalğalı infraqırmızı şüalanmada udma təbəqəsinin (TAL) qalınlığını azaltmaq üçünfotodetektor, uzun dalğa uzunluqlarında udmanın azalmasını kompensasiya etmək, xüsusən də kiçik sahəli udma təbəqəsinin qalınlığı uzun dalğa uzunluğu diapazonunda qeyri-kafi udmaya səbəb olduqda çox vacibdir. Şəkil 1a, optik udma yolunu uzatmaqla kiçik sahəli udma təbəqəsinin qalınlığını kompensasiya etmək üsulunu göstərir. Bu tədqiqat, cihazın arxa tərəfində TiOx/Au əsaslı idarə olunan rejim rezonansı (GMR) strukturu təqdim etməklə qısa dalğalı infraqırmızı diapazonda kvant səmərəliliyini (QE) artırır.
Ənənəvi müstəvi metal əks etdirmə strukturları ilə müqayisədə, istiqamətləndirilmiş rejim rezonans strukturu çoxsaylı rezonans udma effektləri yarada bilər və uzun dalğalı işığın udma səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Tədqiqatçılar ciddi birləşdirilmiş dalğa təhlili (RCWA) metodu vasitəsilə dövr, material tərkibi və doldurma faktoru da daxil olmaqla, istiqamətləndirilmiş rejim rezonans strukturunun əsas parametr dizaynını optimallaşdırdılar. Nəticədə, bu cihaz hələ də qısa dalğalı infraqırmızı diapazonda səmərəli udma qabiliyyətini qoruyur. InGaAs materiallarının üstünlüklərindən istifadə edərək, tədqiqatçılar həmçinin substrat strukturundan asılı olaraq spektral cavabı araşdırdılar. Udma təbəqəsinin qalınlığının azalması EQE-nin azalması ilə müşayiət olunmalıdır.
Nəticə olaraq, bu tədqiqat, qalınlığı cəmi 0,98 mikrometr olan və ənənəvi strukturdan 2,5 dəfədən çox nazik olan InGaAs detektorunu uğurla hazırlamışdır. Eyni zamanda, 400-1700 nm dalğa uzunluğu diapazonunda 70%-dən çox kvant səmərəliliyini qoruyub saxlayır. Ultra nazik InGaAs fotodetektorunun sıçrayışlı nailiyyəti yüksək qətnaməli, aşağı səs-küylü geniş spektrli görüntü sensorlarının inkişafı üçün yeni texniki yol təqdim edir. Ultra nazik struktur dizaynının gətirdiyi sürətli daşıyıcı daşıma müddətinin elektrik çarpazlığını əhəmiyyətli dərəcədə azaldacağı və cihazın cavab xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıracağı gözlənilir. Eyni zamanda, azaldılmış cihaz strukturu tək çipli üçölçülü (M3D) inteqrasiya texnologiyası üçün daha uyğundur və yüksək sıxlıqlı piksel massivlərinə nail olmaq üçün təməl qoyur.
Yazı vaxtı: 24 Fevral 2026