Ən son araşdırmauçqun fotodetektoru
İnfraqırmızı aşkarlama texnologiyası hərbi kəşfiyyat, ətraf mühitin monitorinqi, tibbi diaqnostika və digər sahələrdə geniş istifadə olunur. Ənənəvi infraqırmızı detektorların performansında müəyyən məhdudiyyətlər var, məsələn, aşkarlama həssaslığı, cavab sürəti və s. InAs/InAsSb Class II superlattice (T2SL) materialları əla fotoelektrik xassələrə və tənzimləmə qabiliyyətinə malikdir, bu da onları uzun dalğalı infraqırmızı (LWIR) detektorları üçün ideal edir. Uzun dalğalı infraqırmızı aşkarlamada zəif reaksiya problemi uzun müddətdir narahatlıq doğurur ki, bu da elektron cihaz tətbiqlərinin etibarlılığını xeyli məhdudlaşdırır. Uçqun fotodetektoru (APD fotodetektoru) əla cavab performansına malikdir, çoxalma zamanı yüksək qaranlıq cərəyandan əziyyət çəkir.
Bu problemləri həll etmək üçün Çin Elektron Elmləri və Texnologiyaları Universitetindən bir komanda uğurla yüksək performanslı II sinif super şəbəkə (T2SL) uzun dalğalı infraqırmızı uçqun fotodiodunu (APD) layihələndirdi. Tədqiqatçılar qaranlıq cərəyanı azaltmaq üçün InAs/InAsSb T2SL absorber təbəqəsinin aşağı rekombinasiya sürətindən istifadə ediblər. Eyni zamanda, aşağı k dəyəri olan AlAsSb, kifayət qədər qazanc təmin edərkən cihazın səs-küyünü boğmaq üçün çarpan təbəqəsi kimi istifadə olunur. Bu dizayn uzun dalğa infraqırmızı aşkarlama texnologiyasının inkişafını təşviq etmək üçün perspektivli həll yolu təqdim edir. Detektor pilləli səviyyəli dizaynı qəbul edir və InAs və InAsSb kompozisiya nisbətini tənzimləməklə bant strukturunun hamar keçidinə nail olunur və detektorun performansı yaxşılaşdırılır. Material seçimi və hazırlıq prosesi baxımından bu iş detektoru hazırlamaq üçün istifadə olunan InAs/InAsSb T2SL materialının böyümə metodunu və proses parametrlərini ətraflı təsvir edir. InAs/InAsSb T2SL tərkibinin və qalınlığının müəyyən edilməsi vacibdir və stress balansına nail olmaq üçün parametrlərin 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. Bununla belə, qalın monosikl böyümə istiqamətində udma əmsalının azalması və T2SL-də deşiklərin effektiv kütləsinin artması ilə nəticələnir. Müəyyən edilmişdir ki, Sb komponentinin əlavə edilməsi tək dövr qalınlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırmadan daha uzun kəsmə dalğa uzunluğu əldə edə bilər. Bununla belə, həddindən artıq Sb tərkibi Sb elementlərinin ayrılmasına səbəb ola bilər.
Buna görə də, APD-nin aktiv təbəqəsi olaraq Sb qrupu 0.5 olan InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL seçilmişdir.fotodetektor. InAs/InAsSb T2SL əsasən GaSb substratlarında böyüyür, ona görə də gərginliyin idarə olunmasında GaSb-nin rolunu nəzərə almaq lazımdır. Əsasən, deformasiya tarazlığına nail olmaq bir dövr üçün super şəbəkənin orta qəfəs sabitini substratın qəfəs sabiti ilə müqayisə etməyi nəzərdə tutur. Ümumiyyətlə, InAs-da dartılma gərginliyi InAsSb tərəfindən təqdim edilən sıxılma gərginliyi ilə kompensasiya edilir və nəticədə InAsSb təbəqəsindən daha qalın InAs təbəqəsi yaranır. Bu tədqiqat uçqun fotodetektorunun fotoelektrik reaksiya xüsusiyyətlərini, o cümlədən spektral reaksiya, qaranlıq cərəyan, səs-küy və s. ölçdü və pilləli qradiyent təbəqə dizaynının effektivliyini yoxladı. Uçqun fotodetektorunun uçqun vurma effekti təhlil edilir, çarpma əmsalı ilə düşən işıq gücü, temperatur və digər parametrlər arasındakı əlaqə müzakirə olunur.
ŞEK. (A) InAs/InAsSb uzun dalğalı infraqırmızı APD fotodetektorunun sxematik diaqramı; (B) APD fotodetektorunun hər qatında elektrik sahələrinin sxematik diaqramı.
Göndərmə vaxtı: 06 yanvar 2025-ci il