हिमस्खलन photodetector को नवीनतम अनुसन्धान

को पछिल्लो अनुसन्धानहिमस्खलन फोटो डिटेक्टर

इन्फ्रारेड पत्ता लगाउने प्रविधि व्यापक रूपमा सैन्य टोही, वातावरणीय निगरानी, ​​चिकित्सा निदान र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ। परम्परागत इन्फ्रारेड डिटेक्टरहरूको प्रदर्शनमा केही सीमितताहरू छन्, जस्तै पत्ता लगाउने संवेदनशीलता, प्रतिक्रिया गति र यस्तै। InAs/InAsSb क्लास II सुपरलैटिस (T2SL) सामग्रीहरूमा उत्कृष्ट फोटोइलेक्ट्रिक गुणहरू र ट्युनेबिलिटी हुन्छ, जसले तिनीहरूलाई लामो-वेभ इन्फ्रारेड (LWIR) डिटेक्टरहरूको लागि आदर्श बनाउँछ। लामो लहर इन्फ्रारेड पत्ता लगाउने कमजोर प्रतिक्रियाको समस्या लामो समयको लागि चिन्ताको विषय भएको छ, जसले इलेक्ट्रोनिक उपकरण अनुप्रयोगहरूको विश्वसनीयतालाई धेरै सीमित गर्दछ। यद्यपि हिमस्खलन फोटो डिटेक्टर (APD फोटो डिटेक्टर) उत्कृष्ट प्रतिक्रिया प्रदर्शन छ, यो गुणन को समयमा उच्च गाढा प्रवाह ग्रस्त छ।

यी समस्याहरू समाधान गर्न, चीनको इलेक्ट्रोनिक साइन्स एण्ड टेक्नोलोजी विश्वविद्यालयको टोलीले सफलतापूर्वक उच्च-सम्पादन गर्ने क्लास II सुपरलैटिस (T2SL) लामो-वेभ इन्फ्रारेड हिमस्खलन फोटोडियोड (APD) डिजाइन गरेको छ। अन्वेषकहरूले अँध्यारो प्रवाह कम गर्न InAs/InAsSb T2SL अवशोषक तहको तल्लो औगर पुनर्संयोजन दर प्रयोग गरे। एकै समयमा, कम k मान भएको AlAsSb लाई पर्याप्त लाभ कायम राख्दै उपकरणको आवाजलाई दबाउन गुणक तहको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यस डिजाइनले लामो तरंग इन्फ्रारेड पत्ता लगाउने प्रविधिको विकासलाई बढावा दिनको लागि एक आशाजनक समाधान प्रदान गर्दछ। डिटेक्टरले चरणबद्ध टायर्ड डिजाइन अपनाउँछ, र InAs र InAsSb को संरचना अनुपात समायोजन गरेर, ब्यान्ड संरचनाको सहज संक्रमण प्राप्त हुन्छ, र डिटेक्टरको प्रदर्शन सुधारिएको छ। सामग्री छनोट र तयारी प्रक्रियाको सन्दर्भमा, यस अध्ययनले डिटेक्टर तयार गर्न प्रयोग गरिने InAs/InAsSb T2SL सामग्रीको वृद्धि विधि र प्रक्रिया मापदण्डहरू विस्तारमा वर्णन गर्दछ। InAs/InAsSb T2SL को संरचना र मोटाई निर्धारण गर्नु महत्त्वपूर्ण छ र तनाव सन्तुलन प्राप्त गर्न प्यारामिटर समायोजन आवश्यक छ। लामो-वेभ इन्फ्रारेड पत्ता लगाउने सन्दर्भमा, InAs/GaSb T2SL को समान कट-अफ तरंगदैर्ध्य प्राप्त गर्न, एक बाक्लो InAs/InAsSb T2SL एकल अवधि आवश्यक छ। यद्यपि, बाक्लो मोनोसाइकलले वृद्धिको दिशामा अवशोषण गुणांकमा कमी र T2SL मा प्वालहरूको प्रभावकारी द्रव्यमानमा वृद्धिको परिणाम दिन्छ। यो फेला पर्यो कि Sb कम्पोनेन्ट थप्दा एकल अवधि मोटाईमा उल्लेखनीय वृद्धि नगरी लामो कटअफ तरंगदैर्ध्य प्राप्त गर्न सकिन्छ। यद्यपि, अत्यधिक Sb संरचनाले Sb तत्वहरूको पृथकीकरण हुन सक्छ।

त्यसैले, InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL Sb समूह 0.5 सँग APD को सक्रिय तहको रूपमा चयन गरिएको थियो।फोटो डिटेक्टर। InAs/InAsSb T2SL मुख्यतया GaSb सब्सट्रेटहरूमा बढ्छ, त्यसैले तनाव व्यवस्थापनमा GaSb को भूमिकालाई विचार गर्न आवश्यक छ। अनिवार्य रूपमा, स्ट्रेन सन्तुलन प्राप्त गर्नमा एक अवधिको लागि सुपरल्याटिसको औसत जाली स्थिरतालाई सब्सट्रेटको जाली स्थिरतासँग तुलना गर्नु समावेश छ। सामान्यतया, InAs मा तन्य तनाव InAsSb द्वारा पेश गरिएको कम्प्रेसिभ स्ट्रेन द्वारा क्षतिपूर्ति गरिन्छ, परिणामस्वरूप InAsSb तह भन्दा बाक्लो InAs तह हुन्छ। यस अध्ययनले हिमस्खलन फोटोडेटेक्टरको फोटोइलेक्ट्रिक प्रतिक्रिया विशेषताहरू मापन गर्‍यो, जसमा स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया, गाढा वर्तमान, आवाज, आदि, र चरणबद्ध ढाँचा तह डिजाइनको प्रभावकारिता प्रमाणित गरियो। हिमस्खलन फोटोडेटेक्टरको हिमस्खलन गुणन प्रभाव विश्लेषण गरिएको छ, र गुणन कारक र घटना प्रकाश शक्ति, तापमान र अन्य प्यारामिटरहरू बीचको सम्बन्ध छलफल गरिएको छ।

अंजीर। (A) InAs/InAsSb लामो-वेभ इन्फ्रारेड APD फोटोडेटेक्टरको योजनाबद्ध रेखाचित्र; (B) APD photodetector को प्रत्येक तहमा विद्युतीय क्षेत्रहरूको योजनाबद्ध रेखाचित्र।