Ən son tədqiqatuçqun fotodetektoru
İnfraqırmızı aşkarlama texnologiyası hərbi kəşfiyyat, ətraf mühitin monitorinqi, tibbi diaqnoz və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Ənənəvi infraqırmızı detektorların performansında bəzi məhdudiyyətlər var, məsələn, aşkarlama həssaslığı, cavab sürəti və s. InAs/InAsSb II Sinif super qəfəs (T2SL) materialları əla fotoelektrik xüsusiyyətlərə və tənzimlənməyə malikdir, bu da onları uzun dalğalı infraqırmızı (LWIR) detektorlar üçün ideal edir. Uzun dalğalı infraqırmızı aşkarlamada zəif cavab problemi uzun müddətdir ki, narahatlıq doğurur və bu da elektron cihaz tətbiqlərinin etibarlılığını xeyli məhdudlaşdırır. Baxmayaraq ki, uçqun fotodetektoru (APD fotodetektoru) əla cavab performansına malikdir, vurma zamanı yüksək qaranlıq cərəyandan əziyyət çəkir.
Bu problemləri həll etmək üçün Çin Elektron Elmləri və Texnologiyaları Universitetindən bir qrup yüksək performanslı II sinif super qəfəsli (T2SL) uzun dalğalı infraqırmızı uçqun fotodiodunu (APD) uğurla hazırlamışdır. Tədqiqatçılar qaranlıq cərəyanı azaltmaq üçün InAs/InAsSb T2SL udma təbəqəsinin aşağı burğu rekombinasiya sürətindən istifadə etmişdirlər. Eyni zamanda, kifayət qədər qazanc əldə etməklə yanaşı, cihaz səs-küyünü boğmaq üçün vurma təbəqəsi kimi aşağı k dəyəri olan AlAsSb istifadə olunur. Bu dizayn uzun dalğalı infraqırmızı aşkarlama texnologiyasının inkişafını təşviq etmək üçün perspektivli bir həll təqdim edir. Detektor pilləli çoxşaxəli dizayn qəbul edir və InAs və InAsSb tərkib nisbətini tənzimləməklə zolaq strukturunun hamar keçidi əldə edilir və detektorun performansı yaxşılaşdırılır. Material seçimi və hazırlama prosesi baxımından, bu tədqiqat detektoru hazırlamaq üçün istifadə edilən InAs/InAsSb T2SL materialının böyümə metodunu və proses parametrlərini ətraflı təsvir edir. InAs/InAsSb T2SL-in tərkibini və qalınlığını müəyyən etmək vacibdir və gərginlik balansına nail olmaq üçün parametr tənzimlənməsi tələb olunur. Uzun dalğalı infraqırmızı aşkarlama kontekstində, InAs/GaSb T2SL ilə eyni kəsmə dalğa uzunluğuna nail olmaq üçün daha qalın InAs/InAsSb T2SL tək dövr tələb olunur. Lakin daha qalın monotsikl böyümə istiqamətində udma əmsalının azalmasına və T2SL-də dəliklərin effektiv kütləsinin artmasına səbəb olur. Sb komponentinin əlavə edilməsinin tək dövr qalınlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırmadan daha uzun kəsmə dalğa uzunluğuna nail ola biləcəyi aşkar edilmişdir. Lakin, həddindən artıq Sb tərkibi Sb elementlərinin ayrılmasına səbəb ola bilər.
Buna görə də, APD-nin aktiv təbəqəsi kimi Sb qrupu 0.5 olan InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL seçilmişdir.fotodetektorInAs/InAsSb T2SL əsasən GaSb substratlarında böyüyür, buna görə də GaSb-nin gərginliyin idarə olunmasındakı rolu nəzərə alınmalıdır. Əsasən, gərginlik tarazlığına nail olmaq üçün bir dövr üçün super qəfəsin orta qəfəs sabitini substratın qəfəs sabiti ilə müqayisə etmək lazımdır. Ümumiyyətlə, InAs-dakı dartılma gərginliyi InAsSb tərəfindən təqdim edilən sıxılma gərginliyi ilə kompensasiya olunur və nəticədə InAsSb təbəqəsindən daha qalın InAs təbəqəsi yaranır. Bu tədqiqatda uçqun fotodetektorunun spektral reaksiya, qaranlıq cərəyan, səs-küy və s. daxil olmaqla fotoelektrik reaksiya xüsusiyyətləri ölçülmüş və pilləli qradiyent təbəqə dizaynının effektivliyi yoxlanılmışdır. Uçqun fotodetektorunun uçqun vurma effekti təhlil edilir və vurma əmsalı ilə düşən işığın gücü, temperatur və digər parametrlər arasındakı əlaqə müzakirə olunur.
ŞƏKİL (A) InAs/InAsSb uzun dalğalı infraqırmızı APD fotodetektorunun sxematik diaqramı; (B) APD fotodetektorunun hər təbəqəsindəki elektrik sahələrinin sxematik diaqramı.
Yazı vaxtı: 06 Yanvar 2025