ТанилцуулахInGaAs фотодетектор
InGaAs нь өндөр хариу үйлдэл үзүүлэхэд хамгийн тохиромжтой материалуудын нэг юм.өндөр хурдны фотодетекторНэгдүгээрт, InGaAs нь шууд зурвасын зайтай хагас дамжуулагч материал бөгөөд түүний зурвасын зайн өргөнийг In ба Ga-ийн харьцаагаар зохицуулж, янз бүрийн долгионы урттай оптик дохиог илрүүлэх боломжийг олгодог. Тэдгээрийн дотроос In0.53Ga0.47As нь InP субстратын тортой төгс зохицдог бөгөөд оптик холбооны зурвас дахь гэрлийн шингээлтийн маш өндөр коэффициенттэй байдаг. Энэ нь ... бэлтгэхэд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг.фотодетектормөн хамгийн гайхалтай харанхуй гүйдэл болон хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай. Хоёрдугаарт, InGaAs болон InP материалууд хоёулаа харьцангуй өндөр электрон шилжилтийн хурдтай бөгөөд ханасан электрон шилжилтийн хурд нь ойролцоогоор 1 × 107 см/с байна. Үүний зэрэгцээ, тодорхой цахилгаан орны дор InGaAs болон InP материалууд нь электроны хурд хэтрэх нөлөө үзүүлдэг бөгөөд хэтрэх хурд нь тус тус 4 × 107 см/с ба 6 × 107 см/с хүрдэг. Энэ нь илүү өндөр хөндлөн зурвасын өргөнийг бий болгоход тусалдаг. Одоогийн байдлаар InGaAs фотодетекторууд нь оптик холбооны хамгийн түгээмэл фотодетектор юм. Зах зээл дээр гадаргуу-ослын холболтын арга хамгийн түгээмэл байдаг. 25 Гауд/с ба 56 Гауд/с бүхий гадаргуу-ослын детектор бүтээгдэхүүнийг аль хэдийн олноор үйлдвэрлэх боломжтой болсон. Жижиг хэмжээтэй, арын ослын болон өндөр зурвасын өргөнтэй гадаргуугийн ослын детекторуудыг мөн боловсруулсан бөгөөд голчлон өндөр хурд, өндөр ханалт зэрэг хэрэглээнд зориулагдсан. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн холболтын аргуудын хязгаарлалтаас шалтгаалан гадаргуугийн ослын мэдрэгчийг бусад оптоэлектрон төхөөрөмжтэй нэгтгэхэд хэцүү байдаг. Тиймээс оптоэлектрон интеграцийн эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан маш сайн гүйцэтгэлтэй, нэгтгэхэд тохиромжтой долгион хөтлөгчтэй холбогдсон InGaAs фотодетекторууд аажмаар судалгааны гол анхаарал болж байна. Тэдгээрийн дотроос 70GHz ба 110GHz-ийн арилжааны InGaAs фотодетектор модулиуд бараг бүгд долгион хөтлөгчтэй холболтын бүтцийг ашигладаг. Субстратын материалын ялгаанаас хамааран долгион хөтлөгчтэй холбогдсон InGaAs фотодетекторуудыг голчлон INP дээр суурилсан болон Si дээр суурилсан гэсэн хоёр төрөлд ангилж болно. InP суурь дээрх эпитаксиаль материал нь өндөр чанартай бөгөөд өндөр гүйцэтгэлтэй төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд илүү тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч Si суурь дээр ургуулсан эсвэл холбосон III-V бүлгийн материалын хувьд InGaAs материал болон Si суурь хоорондын янз бүрийн зөрүүгээс шалтгаалан материал эсвэл интерфэйсийн чанар харьцангуй муу бөгөөд төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулах нэлээд зай бий.
Фотодетекторын янз бүрийн хэрэглээний орчинд, ялангуяа эрс тэс нөхцөлд тогтвортой байдал нь практик хэрэглээний гол хүчин зүйлсийн нэг юм. Сүүлийн жилүүдэд перовскит, органик болон хоёр хэмжээст материал зэрэг олны анхаарлыг татсан шинэ төрлийн детекторууд нь материалууд өөрсдөө хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлд амархан өртдөг тул урт хугацааны тогтвортой байдлын хувьд олон бэрхшээлтэй тулгарсаар байна. Үүний зэрэгцээ, шинэ материалын интеграцийн үйл явц хараахан боловсорч гүйцээгүй байгаа бөгөөд томоохон хэмжээний үйлдвэрлэл, гүйцэтгэлийн тогтвортой байдлын тулд цаашид судалгаа хийх шаардлагатай хэвээр байна.
Индукторыг нэвтрүүлснээр төхөөрөмжийн зурвасын өргөнийг үр дүнтэйгээр нэмэгдүүлэх боломжтой боловч дижитал оптик холбооны системд энэ нь түгээмэл биш юм. Тиймээс төхөөрөмжийн паразит RC параметрүүдийг цаашид бууруулахын тулд сөрөг нөлөөллөөс хэрхэн зайлсхийх вэ гэдэг нь өндөр хурдны фотодетекторын судалгааны чиглэлүүдийн нэг юм. Хоёрдугаарт, долгион хөтлүүртэй холбогдсон фотодетекторуудын зурвасын өргөн нэмэгдэж байгаа тул зурвасын өргөн ба хариу үйлдлийн хоорондох хязгаарлалт дахин гарч ирж байна. 200GHz-ээс дээш 3dB зурвасын өргөнтэй Ge/Si фотодетектор болон InGaAs фотодетекторын талаар мэдээлсэн боловч тэдгээрийн хариу үйлдэл хангалтгүй байна. Сайн хариу үйлдлийг хадгалахын зэрэгцээ зурвасын өргөнийг хэрхэн нэмэгдүүлэх вэ гэдэг нь чухал судалгааны сэдэв бөгөөд үүнийг шийдвэрлэхийн тулд шинэ процесст нийцтэй материал (өндөр хөдөлгөөнт байдал ба өндөр шингээлтийн коэффициент) эсвэл шинэ өндөр хурдны төхөөрөмжийн бүтцийг нэвтрүүлэх шаардлагатай байж магадгүй юм. Үүнээс гадна, төхөөрөмжийн зурвасын өргөн нэмэгдэхийн хэрээр богино долгионы фотоник холбоос дахь детекторын хэрэглээний хувилбарууд аажмаар нэмэгдэх болно. Оптик холбоонд бага оптик чадлын тусгал болон өндөр мэдрэмжтэй илрүүлэлтээс ялгаатай нь өндөр зурвасын өргөн дээр суурилсан энэхүү хувилбар нь өндөр чадлын тусгалд өндөр ханалтын чадлын эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч өндөр зурвасын өргөнтэй төхөөрөмжүүд нь ихэвчлэн жижиг хэмжээтэй бүтцийг ашигладаг тул өндөр хурдтай, өндөр ханалтын чадалтай фотодетектор үйлдвэрлэхэд амаргүй бөгөөд төхөөрөмжүүдийн зөөгчийг гаргаж авах, дулааныг ялгаруулах чиглэлээр цаашид шинэчлэл хийх шаардлагатай байж магадгүй юм. Эцэст нь, өндөр хурдтай детекторуудын харанхуй гүйдлийг бууруулах нь торны зөрүүтэй фотодетекторуудын шийдвэрлэх шаардлагатай асуудал хэвээр байна. Харанхуй гүйдэл нь голчлон материалын талстын чанар болон гадаргуугийн төлөвтэй холбоотой байдаг. Тиймээс өндөр чанартай гетероэпитакси эсвэл торны зөрүүтэй системийн доорх холбоо зэрэг гол процессууд илүү их судалгаа, хөрөнгө оруулалт шаарддаг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 20