अति पातलो पदार्थको बारेमा नयाँ अनुसन्धानInGaAs फोटोडिटेक्टर
छोटो-तरंग इन्फ्रारेड (SWIR) इमेजिङ प्रविधिको प्रगतिले रात्रि दृष्टि प्रणाली, औद्योगिक निरीक्षण, वैज्ञानिक अनुसन्धान, र सुरक्षा सुरक्षा र अन्य क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण योगदान पुर्याएको छ। दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रमभन्दा बाहिर पत्ता लगाउने बढ्दो मागसँगै, छोटो-तरंग इन्फ्रारेड छवि सेन्सरहरूको विकास पनि निरन्तर बढिरहेको छ। यद्यपि, उच्च-रिजोल्युसन र कम-आवाज प्राप्त गर्दैवाइड-स्पेक्ट्रम फोटोडिटेक्टरअझै पनि धेरै प्राविधिक चुनौतीहरूको सामना गर्नुपरेको छ। यद्यपि परम्परागत InGaAs छोटो-तरंग इन्फ्रारेड फोटोडिटेक्टरले उत्कृष्ट फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दक्षता र वाहक गतिशीलता प्रदर्शन गर्न सक्छ, तिनीहरूको प्रमुख प्रदर्शन सूचकहरू र उपकरण संरचना बीच एक आधारभूत विरोधाभास छ। उच्च क्वान्टम दक्षता (QE) प्राप्त गर्न, परम्परागत डिजाइनहरूलाई 3 माइक्रोमिटर वा सोभन्दा बढीको अवशोषण तह (AL) आवश्यक पर्दछ, र यो संरचनात्मक डिजाइनले विभिन्न समस्याहरू निम्त्याउँछ।
InGaAs छोटो-तरंग इन्फ्रारेडमा अवशोषण तह (TAL) को मोटाई घटाउनको लागिफोटोडिटेक्टर, लामो तरंगदैर्ध्यमा अवशोषणमा कमीको लागि क्षतिपूर्ति दिनु महत्त्वपूर्ण छ, विशेष गरी जब सानो-क्षेत्र अवशोषण तह मोटाईले लामो-तरंगदैर्ध्य दायरामा अपर्याप्त अवशोषण निम्त्याउँछ। चित्र १a ले अप्टिकल अवशोषण मार्ग विस्तार गरेर सानो-क्षेत्र अवशोषण तह मोटाईको लागि क्षतिपूर्ति गर्ने विधिलाई चित्रण गर्दछ। यो अध्ययनले उपकरणको पछाडिको भागमा TiOx/Au-आधारित निर्देशित मोड अनुनाद (GMR) संरचना परिचय गरेर छोटो-तरंग इन्फ्रारेड ब्यान्डमा क्वान्टम दक्षता (QE) बढाउँछ।
परम्परागत समतल धातु परावर्तन संरचनाहरूको तुलनामा, निर्देशित मोड अनुनाद संरचनाले बहु अनुनाद अवशोषण प्रभावहरू उत्पन्न गर्न सक्छ, जसले लामो-तरंगदैर्ध्य प्रकाशको अवशोषण दक्षतालाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउँछ। अनुसन्धानकर्ताहरूले कठोर युग्मित-तरंग विश्लेषण (RCWA) विधि मार्फत अवधि, सामग्री संरचना, र भर्ने कारक सहित निर्देशित मोड अनुनाद संरचनाको मुख्य प्यारामिटर डिजाइनलाई अनुकूलित गरे। फलस्वरूप, यो उपकरणले अझै पनि छोटो-तरंग इन्फ्रारेड ब्यान्डमा कुशल अवशोषण कायम राख्छ। InGaAs सामग्रीहरूको फाइदाहरू प्रयोग गरेर, अनुसन्धानकर्ताहरूले सब्सट्रेट संरचनाको आधारमा वर्णक्रमीय प्रतिक्रियाको पनि अन्वेषण गरे। अवशोषण तहको मोटाईमा कमी EQE मा कमीसँगै हुनुपर्छ।
निष्कर्षमा, यस अनुसन्धानले केवल ०.९८ माइक्रोमिटरको मोटाई भएको InGaAs डिटेक्टर सफलतापूर्वक विकास गर्यो, जुन परम्परागत संरचना भन्दा २.५ गुणा बढी पातलो छ। साथै, यसले ४००-१७०० nm तरंगदैर्ध्य दायरामा ७०% भन्दा बढीको क्वान्टम दक्षता कायम राख्छ। अल्ट्रा-थिन InGaAs फोटोडिटेक्टरको सफलता उपलब्धिले उच्च-रिजोल्युसन, कम-शोर वाइड-स्पेक्ट्रम छवि सेन्सरहरूको विकासको लागि नयाँ प्राविधिक मार्ग प्रदान गर्दछ। अल्ट्रा-थिन संरचना डिजाइनद्वारा ल्याइएको द्रुत वाहक यातायात समयले विद्युतीय क्रसटलकलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्ने र उपकरणको प्रतिक्रिया विशेषताहरू सुधार गर्ने अपेक्षा गरिएको छ। एकै समयमा, कम गरिएको उपकरण संरचना एकल-चिप त्रि-आयामिक (M3D) एकीकरण प्रविधिको लागि बढी उपयुक्त छ, जसले उच्च-घनत्व पिक्सेल एरेहरू प्राप्त गर्न जग बसाल्छ।
पोस्ट समय: फेब्रुअरी-२४-२०२६