Өндөр хурдны фотодетекторуудыг нэвтрүүлсэнInGaAs фотодетекторууд
Өндөр хурдны фотодетекторуудОптик холбооны салбарт голчлон III-V InGaAs фотодетекторууд болон IV бүрэн Si болон Ge/-г багтаасан болно.Si фотодетекторуудЭхнийх нь уламжлалт ойрын хэт улаан туяаны илрүүлэгч бөгөөд удаан хугацаанд давамгайлж байсан бол сүүлийнх нь цахиурын оптик технологид тулгуурлан өсөн нэмэгдэж буй од болж, сүүлийн жилүүдэд олон улсын оптоэлектроникийн судалгааны салбарт халуун цэг болж байна. Үүнээс гадна, перовскит, органик болон хоёр хэмжээст материалд суурилсан шинэ илрүүлэгч нь хялбар боловсруулалт, сайн уян хатан байдал, тохируулж болох шинж чанаруудын давуу талуудын ачаар хурдацтай хөгжиж байна. Эдгээр шинэ илрүүлэгч болон уламжлалт органик бус фото илрүүлэгчийн хооронд материалын шинж чанар, үйлдвэрлэлийн процессын хувьд мэдэгдэхүйц ялгаа бий. Перовскит илрүүлэгч нь маш сайн гэрэл шингээх шинж чанартай бөгөөд үр ашигтай цэнэг дамжуулах чадвартай, органик материалын илрүүлэгч нь хямд өртөгтэй, уян хатан электронуудынхаа ачаар өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд хоёр хэмжээст материалын илрүүлэгч нь өвөрмөц физик шинж чанар, өндөр тээвэрлэгчийн хөдөлгөөнтэй байдгаараа ихээхэн анхаарал татаж байна. Гэсэн хэдий ч InGaAs болон Si/Ge илрүүлэгчтэй харьцуулахад шинэ илрүүлэгчийг урт хугацааны тогтвортой байдал, үйлдвэрлэлийн төлөвшил, интеграцийн хувьд сайжруулах шаардлагатай хэвээр байна.
InGaAs нь өндөр хурдтай, өндөр хариу үйлдэлтэй фотодетекторуудыг бий болгоход хамгийн тохиромжтой материалуудын нэг юм. Юуны өмнө InGaAs нь шууд зурвасын зайтай хагас дамжуулагч материал бөгөөд түүний зурвасын зайн өргөнийг In ба Ga-ийн харьцаагаар тохируулж, янз бүрийн долгионы урттай оптик дохиог илрүүлж болно. Эдгээрээс In0.53Ga0.47As нь InP-ийн суурь тортой төгс зохицдог бөгөөд оптик холбооны зурвас дахь гэрлийн шингээлтийн өндөр коэффициенттэй бөгөөд энэ нь ... бэлтгэхэд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг.фотодетекторууд, мөн харанхуй гүйдэл болон хариу үйлдэл үзүүлэх чадвар нь хамгийн сайн үзүүлэлт юм. Хоёрдугаарт, InGaAs болон InP материалууд хоёулаа өндөр электрон шилжилтийн хурдтай бөгөөд ханасан электрон шилжилтийн хурд нь ойролцоогоор 1 × 107 см/с байна. Үүний зэрэгцээ, InGaAs болон InP материалууд нь тодорхой цахилгаан орны дор электроны хурд хэтрэх нөлөөтэй байдаг. Хэтрэх хурдыг 4 × 107 см/с ба 6 × 107 см/с гэж хувааж болох бөгөөд энэ нь илүү том тээвэрлэгч цаг хугацаагаар хязгаарлагдмал зурвасын өргөнийг бий болгоход тохиромжтой. Одоогийн байдлаар InGaAs фотодетектор нь оптик холбооны хамгийн түгээмэл фотодетектор бөгөөд гадаргуугийн тусах холболтын аргыг зах зээл дээр ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд 25 Гбауд/с ба 56 Гбауд/с гадаргуугийн тусах мэдрэгч бүтээгдэхүүнийг бий болгосон. Мөн жижиг хэмжээтэй, арын тусах болон том зурвасын өргөнтэй гадаргуугийн тусах мэдрэгчийг боловсруулсан бөгөөд эдгээр нь голчлон өндөр хурдтай, өндөр ханалтын хэрэглээнд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч гадаргуугийн тусах датчик нь холболтын горимоороо хязгаарлагдмал бөгөөд бусад оптоэлектрон төхөөрөмжтэй нэгтгэхэд хэцүү байдаг. Тиймээс оптоэлектроник интеграцийн шаардлагыг сайжруулахын хэрээр маш сайн гүйцэтгэлтэй, интеграцид тохиромжтой долгион хөтлөгчтэй холбогдсон InGaAs фотодетекторууд аажмаар судалгааны гол анхааралд орж ирсэн бөгөөд тэдгээрийн дунд 70 GHz ба 110 GHz InGaAs фотозондын арилжааны модулиуд бараг бүгд долгион хөтлөгчтэй холбогдсон бүтцийг ашиглаж байна. Янз бүрийн субстратын материалаас хамааран долгион хөтлөгчтэй холбогдсон InGaAs фотоэлектрик датчикийг InP ба Si гэсэн хоёр ангилалд хувааж болно. InP субстрат дээрх эпитаксиаль материал нь өндөр чанартай бөгөөд өндөр гүйцэтгэлтэй төхөөрөмж бэлтгэхэд илүү тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч III-V материал, InGaAs материал болон Si субстрат дээр ургуулсан эсвэл холбогдсон Si субстратуудын хоорондох янз бүрийн зөрүү нь материал эсвэл интерфэйсийн чанар харьцангуй муу байхад хүргэдэг бөгөөд төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулах зай их хэвээр байна.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 12-р сарын 31