Son nailiyyətləryüksək həssaslıqlı uçqun fotodetektorları
Otaq temperaturunda yüksək həssaslıq 1550 nmuçqun fotodiod detektoru
Yaxın infraqırmızı (SWIR) diapazonunda yüksək həssaslıqlı yüksək sürətli uçqun diodları optoelektron rabitə və liDAR tətbiqlərində geniş istifadə olunur. Bununla belə, indium qallium arsenik uçqun parçalanma diodunun (InGaAs APD) üstünlük təşkil etdiyi hazırda yaxın infraqırmızı uçqun fotodiodu (APD) həmişə ənənəvi çarpan bölgə materialları olan indium fosfidin (InP) və indium alüminium arsenikin (InAlAs) təsadüfi toqquşma ionlaşma səs-küyü ilə məhdudlaşıb və nəticədə cihazın həssaslığında əhəmiyyətli dərəcədə azalma müşahidə olunub. İllər ərzində bir çox tədqiqatçı fəal şəkildə InGaAs və InP optoelektron platforma prosesləri ilə uyğun olan və toplu silikon materiallarına bənzər ultra aşağı təsirli ionlaşma səs-küy performansına malik yeni yarımkeçirici materiallar axtarır.
İnnovativ 1550 nm uçqun fotodiod detektoru LiDAR sistemlərinin inkişafına kömək edir
Birləşmiş Krallıq və ABŞ-dakı bir qrup tədqiqatçı ilk dəfə olaraq yeni ultra yüksək həssaslığa malik 1550 nm APD fotodetektorunu uğurla hazırlayıb (uçqun fotodetektoru), LiDAR sistemlərinin və digər optoelektronik tətbiqlərin performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıracağını vəd edən bir irəliləyiş.
Yeni materiallar əsas üstünlüklər təklif edir
Bu tədqiqatın əsas məqamı materialların innovativ istifadəsidir. Tədqiqatçılar udma təbəqəsi kimi GaAsSb-ni, vurma təbəqəsi kimi isə AlGaAsSb-ni seçdilər. Bu dizayn ənənəvi InGaAs/InP-dən fərqlənir və əhəmiyyətli üstünlüklər gətirir:
1.GaAsSb udma təbəqəsi: GaAsSb, InGaAs-a bənzər udma əmsalına malikdir və GaAsSb udma təbəqəsindən AlGaAsSb-yə (vurucu təbəqə) keçid daha asandır, tələ effektini azaldır və cihazın sürətini və udma səmərəliliyini artırır.
2.AlGaAsSb vurma təbəqəsi: AlGaAsSb vurma təbəqəsi performans baxımından ənənəvi InP və InAlAs vurma təbəqəsindən üstündür. Əsasən otaq temperaturunda yüksək qazanc, yüksək bant genişliyi və ultra aşağı artıq səs-küydə əks olunur.
Əla performans göstəriciləri ilə
YeniAPD fotodetektoru(uçqun fotodiod detektoru) həmçinin performans metriklərində əhəmiyyətli irəliləyişlər təklif edir:
1. Ultra yüksək qazanc: Otaq temperaturunda 278 ultra yüksək qazanc əldə edildi və bu yaxınlarda Dr. Jin Xiao struktur optimallaşdırmasını və prosesini təkmilləşdirdi və maksimum qazanc M=1212-yə qədər artırıldı.
2. Çox aşağı səs-küy: çox aşağı artıq səs-küy göstərir (F < 3, qazanc M = 70; F<4, qazanc M=100).
3. Yüksək kvant səmərəliliyi: maksimum qazanc altında kvant səmərəliliyi 5935,3%-ə qədərdir. Güclü temperatur sabitliyi: aşağı temperaturda parçalanma həssaslığı təxminən 11,83 mV/K-dir.
Şəkil 1 APD-nin həddindən artıq səs-küyüfotodetektor cihazlarıdigər APD fotodetektorları ilə müqayisədə
Geniş tətbiq perspektivləri
Bu yeni APD-nin liDAR sistemləri və foton tətbiqləri üçün mühüm nəticələri var:
1. Təkmilləşdirilmiş siqnal-səs-küy nisbəti: Yüksək qazanc və aşağı səs-küy xüsusiyyətləri siqnal-səs-küy nisbətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır ki, bu da istixana qazlarının monitorinqi kimi foton az olan mühitlərdə tətbiqlər üçün vacibdir.
2. Güclü uyğunluq: Yeni APD fotodetektoru (uçqun fotodetektoru) mövcud indium fosfid (InP) optoelektronika platformaları ilə uyğun olmaq üçün hazırlanmışdır və mövcud kommersiya rabitə sistemləri ilə sorunsuz inteqrasiyanı təmin edir.
3. Yüksək əməliyyat səmərəliliyi: Mürəkkəb soyutma mexanizmləri olmadan otaq temperaturunda səmərəli işləyə bilər və müxtəlif praktik tətbiqlərdə yerləşdirilməsini asanlaşdırır.
Bu yeni 1550 nm SACM APD fotodetektorunun (uçqun fotodetektoru) hazırlanması bu sahədə böyük bir irəliləyişdir. Ənənəvi APD fotodetektoru (uçqun fotodetektoru) dizaynlarında artıq səs-küy və qazanc bant genişliyi məhsulları ilə əlaqəli əsas məhdudiyyətləri aradan qaldırır. Bu yeniliyin, xüsusən də pilotsuz liDAR sistemlərində liDAR sistemlərinin imkanlarını, eləcə də boş məkan rabitəsini artıracağı gözlənilir.
Yayımlanma vaxtı: 13 Yanvar 2025