Хэт нимгэн бодисын талаарх шинэ судалгааInGaAs фотодетектор
Богино долгионы хэт улаан туяаны (SWIR) дүрслэлийн технологийн дэвшил нь шөнийн харааны систем, үйлдвэрлэлийн хяналт, шинжлэх ухааны судалгаа, аюулгүй байдлын хамгаалалт болон бусад салбарт чухал хувь нэмэр оруулсан. Харагдах гэрлийн спектрээс гадуур илрүүлэх эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан богино долгионы хэт улаан туяаны дүрс мэдрэгчийн хөгжил байнга нэмэгдэж байна. Гэсэн хэдий ч өндөр нягтралтай, бага дуу чимээтэй байдлыг бий болгохөргөн спектрийн фотодетектородоо ч гэсэн олон техникийн бэрхшээлтэй тулгарч байна. Уламжлалт InGaAs богино долгионы хэт улаан туяаны фотодетектор нь фотоэлектрик хувиргалтын үр ашиг болон тээвэрлэгчийн хөдөлгөөнийг маш сайн харуулж чаддаг ч тэдгээрийн гол гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүд болон төхөөрөмжийн бүтцийн хооронд үндсэн зөрчилдөөн байдаг. Илүү өндөр квант үр ашиг (QE) авахын тулд уламжлалт загварууд нь 3 микрометр ба түүнээс дээш шингээлтийн давхарга (AL) шаарддаг бөгөөд энэхүү бүтцийн загвар нь янз бүрийн асуудалд хүргэдэг.
InGaAs богино долгионы хэт улаан туяаны шингээлтийн давхаргын (TAL) зузааныг багасгахын тулдфотодетектор, урт долгионы уртад шингээлтийн бууралтыг нөхөх нь маш чухал бөгөөд ялангуяа жижиг талбайн шингээлтийн давхаргын зузаан нь урт долгионы уртад шингээлт хангалтгүй байхад хүргэдэг. Зураг 1a-д оптик шингээлтийн замыг сунгах замаар жижиг талбайн шингээлтийн давхаргын зузааныг нөхөх аргыг харуулав. Энэхүү судалгаа нь төхөөрөмжийн ар талд TiOx/Au дээр суурилсан чиглүүлэгч горимын резонансын (GMR) бүтцийг нэвтрүүлснээр богино долгионы хэт улаан туяаны зурваст квант үр ашгийг (QE) нэмэгдүүлдэг.
Уламжлалт хавтгай металл тусгалын бүтэцтэй харьцуулахад чиглүүлэгч горимын резонансын бүтэц нь олон резонансын шингээлтийн эффект үүсгэж, урт долгионы гэрлийн шингээлтийн үр ашгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг. Судлаачид нарийн хосолсон долгионы шинжилгээ (RCWA) аргаар чиглүүлэгч горимын резонансын бүтцийн гол параметрийн загварыг оновчтой болгосон. Үүний үр дүнд энэхүү төхөөрөмж нь богино долгионы хэт улаан туяаны зурваст үр ашигтай шингээлтийг хадгалсаар байна. InGaAs материалын давуу талыг ашигласнаар судлаачид суурь бүтцээс хамааран спектрийн хариу урвалыг судалсан. Шингээлтийн давхаргын зузаан буурах нь EQE буурахтай хамт байх ёстой.
Эцэст нь хэлэхэд, энэхүү судалгаагаар ердөө 0.98 микрометр зузаантай InGaAs детекторыг амжилттай боловсруулсан бөгөөд энэ нь уламжлалт бүтцээс 2.5 дахин нимгэн юм. Үүний зэрэгцээ 400-1700 нм долгионы уртад 70%-иас дээш квант үр ашгийг хадгалж байна. Хэт нимгэн InGaAs фотодетекторын нээлтийн ололт амжилт нь өндөр нягтралтай, бага дуу чимээтэй өргөн спектрийн дүрс мэдрэгчийг хөгжүүлэх шинэ техникийн замыг нээж өгч байна. Хэт нимгэн бүтцийн загвараас үүдэлтэй тээвэрлэгчийн тээвэрлэлтийн хурдан хугацаа нь цахилгаан хөндлөн дамжуулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулж, төхөөрөмжийн хариу урвалын шинж чанарыг сайжруулна гэж үзэж байна. Үүний зэрэгцээ, төхөөрөмжийн багасгасан бүтэц нь нэг чиптэй гурван хэмжээст (M3D) интеграцийн технологид илүү тохиромжтой бөгөөд өндөр нягтралтай пикселийн массивыг бий болгох үндэс суурийг тавьж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 2-р сарын 24