हालसालैका प्रगतिहरूउच्च संवेदनशीलता हिमस्खलन फोटोडिटेक्टरहरू
कोठाको तापक्रम उच्च संवेदनशीलता १५५० एनएमहिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर
नजिकको इन्फ्रारेड (SWIR) ब्यान्डमा, उच्च संवेदनशीलता उच्च गतिको हिमस्खलन डायोडहरू अप्टोइलेक्ट्रोनिक सञ्चार र liDAR अनुप्रयोगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यद्यपि, इन्डियम ग्यालियम आर्सेनिक हिमस्खलन ब्रेकडाउन डायोड (InGaAs APD) द्वारा प्रभुत्व जमाएको हालको नजिकको इन्फ्रारेड हिमस्खलन फोटोडायोड (APD) परम्परागत गुणक क्षेत्र सामग्रीहरू, इन्डियम फस्फाइड (InP) र इन्डियम एल्युमिनियम आर्सेनिक (InAlAs) को अनियमित टक्कर आयनीकरण आवाजले सधैं सीमित भएको छ, जसले गर्दा उपकरणको संवेदनशीलतामा उल्लेखनीय कमी आएको छ। वर्षौंदेखि, धेरै अनुसन्धानकर्ताहरूले सक्रिय रूपमा नयाँ अर्धचालक सामग्रीहरू खोजिरहेका छन् जुन InGaAs र InP अप्टोइलेक्ट्रोनिक प्लेटफर्म प्रक्रियाहरूसँग उपयुक्त छन् र बल्क सिलिकन सामग्रीहरू जस्तै अल्ट्रा-कम प्रभाव आयनीकरण आवाज प्रदर्शन छ।
नवीन १५५० एनएम हिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टरले LiDAR प्रणालीहरूको विकासमा मद्दत गर्दछ।
संयुक्त अधिराज्य र संयुक्त राज्य अमेरिकाका अनुसन्धानकर्ताहरूको टोलीले पहिलो पटक नयाँ अति-उच्च संवेदनशीलता १५५० एनएम एपीडी फोटोडिटेक्टर सफलतापूर्वक विकास गरेको छ (हिमस्खलन फोटोडिटेक्टर), एक सफलता जसले LiDAR प्रणाली र अन्य अप्टोइलेक्ट्रोनिक अनुप्रयोगहरूको कार्यसम्पादनमा ठूलो सुधार गर्ने वाचा गर्दछ।
नयाँ सामग्रीहरूले प्रमुख फाइदाहरू प्रदान गर्छन्
यस अनुसन्धानको मुख्य आकर्षण भनेको सामग्रीहरूको नवीन प्रयोग हो। अनुसन्धानकर्ताहरूले अवशोषण तहको रूपमा GaAsSb र गुणक तहको रूपमा AlGaAsSb रोजे। यो डिजाइन परम्परागत InGaAs/InP भन्दा फरक छ र यसले महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू ल्याउँछ:
१.GaAsSb अवशोषण तह: GaAsSb मा InGaAs जस्तै अवशोषण गुणांक छ, र GaAsSb अवशोषण तहबाट AlGaAsSb (गुणक तह) मा संक्रमण सजिलो छ, जसले गर्दा ट्र्याप प्रभाव कम हुन्छ र उपकरणको गति र अवशोषण दक्षतामा सुधार हुन्छ।
२.AlGaAsSb गुणक तह: AlGaAsSb गुणक तह प्रदर्शनमा परम्परागत InP र InAlAs गुणक तह भन्दा उत्कृष्ट छ। यो मुख्यतया कोठाको तापक्रममा उच्च लाभ, उच्च ब्यान्डविथ र अति कम अतिरिक्त आवाजमा प्रतिबिम्बित हुन्छ।
उत्कृष्ट प्रदर्शन सूचकहरूको साथ
नयाँAPD फोटोडिटेक्टर(हिमस्खलन फोटोडायोड डिटेक्टर) ले कार्यसम्पादन मेट्रिक्समा पनि उल्लेखनीय सुधारहरू प्रदान गर्दछ:
१. अति-उच्च लाभ: कोठाको तापक्रममा २७८ को अति-उच्च लाभ प्राप्त गरिएको थियो, र हालसालै डा. जिन सियाओले संरचना अनुकूलन र प्रक्रियामा सुधार गर्नुभएको छ, र अधिकतम लाभ M=१२१२ मा बढाइएको छ।
२. धेरै कम आवाज: धेरै कम अतिरिक्त आवाज देखाउँछ (F < ३, लाभ M = ७०; F<४, लाभ M=१००)।
३. उच्च क्वान्टम दक्षता: अधिकतम लाभ अन्तर्गत, क्वान्टम दक्षता ५९३५.३% सम्म उच्च हुन्छ। बलियो तापक्रम स्थिरता: कम तापक्रममा ब्रेकडाउन संवेदनशीलता लगभग ११.८३ mV/K छ।
चित्र १ APD को अत्यधिक आवाजफोटोडिटेक्टर उपकरणहरूअन्य APD फोटोडिटेक्टरसँग तुलना गर्दा
व्यापक आवेदन सम्भावनाहरू
यो नयाँ APD ले liDAR प्रणाली र फोटोन अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ:
१. सुधारिएको सिग्नल-टु-नाइज अनुपात: उच्च लाभ र कम आवाज विशेषताहरूले सिग्नल-टु-नाइज अनुपातमा उल्लेखनीय सुधार गर्दछ, जुन हरितगृह ग्यास अनुगमन जस्ता फोटोन-गरीब वातावरणमा अनुप्रयोगहरूको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
२. बलियो अनुकूलता: नयाँ APD फोटोडिटेक्टर (एभलान्च फोटोडिटेक्टर) हालको इन्डियम फस्फाइड (InP) अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स प्लेटफर्महरूसँग उपयुक्त हुने गरी डिजाइन गरिएको छ, जसले गर्दा अवस्थित व्यावसायिक सञ्चार प्रणालीहरूसँग निर्बाध एकीकरण सुनिश्चित हुन्छ।
३. उच्च परिचालन दक्षता: यसले जटिल शीतलन संयन्त्र बिना कोठाको तापक्रममा कुशलतापूर्वक सञ्चालन गर्न सक्छ, विभिन्न व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा तैनातीलाई सरल बनाउँछ।
यो नयाँ १५५० एनएम SACM APD फोटोडिटेक्टर (एभ्यालेन्च फोटोडिटेक्टर) को विकासले यस क्षेत्रमा एक प्रमुख सफलताको प्रतिनिधित्व गर्दछ, जसले परम्परागत APD फोटोडिटेक्टर (एभ्यालेन्च फोटोडिटेक्टर) डिजाइनहरूमा अतिरिक्त आवाज र लाभ ब्यान्डविथ उत्पादनहरूसँग सम्बन्धित प्रमुख सीमितताहरूलाई सम्बोधन गर्दछ। यो नवप्रवर्तनले liDAR प्रणालीहरूको क्षमताहरू बढाउने अपेक्षा गरिएको छ, विशेष गरी मानवरहित liDAR प्रणालीहरूमा, साथै फ्री-स्पेस सञ्चारहरूमा।
पोस्ट समय: जनवरी-१३-२०२५