-ийн сүүлийн үеийн судалгаануранги фото илрүүлэгч
Хэт улаан туяаны илрүүлэх технологийг цэргийн тагнуул, байгаль орчны хяналт, эмнэлгийн оношлогоо болон бусад салбарт өргөн ашигладаг. Уламжлалт хэт улаан туяаны мэдрэгч нь илрүүлэх мэдрэмж, хариу үйлдэл хийх хурд гэх мэт гүйцэтгэлийн зарим хязгаарлалттай байдаг. InAs/InAsSb II ангиллын superlattice (T2SL) материалууд нь маш сайн фотоэлектрик шинж чанартай, тааруулах чадвартай тул урт долгионы хэт улаан туяаны (LWIR) мэдрэгчийг ашиглахад тохиромжтой. Урт долгионы хэт улаан туяаны илрүүлэлтийн сул хариу урвалын асуудал нь удаан хугацааны туршид санаа зовоосон асуудал байсаар ирсэн бөгөөд энэ нь электрон төхөөрөмжийн хэрэглээний найдвартай байдлыг ихээхэн хязгаарладаг. Хэдийгээр нуранги фото илрүүлэгч (APD фото илрүүлэгч) маш сайн хариу үйлдэл үзүүлдэг, үржүүлэх явцад өндөр харанхуй гүйдэлд өртдөг.
Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд Хятадын Цахим Шинжлэх Ухаан Технологийн Их Сургуулийн баг өндөр хүчин чадалтай II зэрэглэлийн superlattice (T2SL) урт долгионы хэт улаан туяаны нуранги фотодиодыг (APD) амжилттай зохион бүтээжээ. Судлаачид харанхуй гүйдлийг багасгахын тулд InAs/InAsSb T2SL шингээгч давхаргын шнек рекомбинацын доод хурдыг ашигласан. Үүний зэрэгцээ бага k утгатай AlAsSb-ийг төхөөрөмжийн дуу чимээг дарахын зэрэгцээ хангалттай олзыг хадгалахын тулд үржүүлэгч давхарга болгон ашигладаг. Энэхүү загвар нь хэт улаан туяаны урт долгион илрүүлэх технологийг хөгжүүлэх ирээдүйтэй шийдэл юм. Илрүүлэгч нь шаталсан шаталсан загвартай бөгөөд InAs ба InAsSb-ийн найрлагын харьцааг тохируулснаар туузны бүтцийн жигд шилжилтийг хангаж, детекторын гүйцэтгэлийг сайжруулдаг. Материал сонгох, бэлтгэх үйл явцын хувьд энэ судалгаанд детекторыг бэлтгэхэд ашигласан InAs/InAsSb T2SL материалын өсөлтийн арга, процессын параметрүүдийг дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно. InAs/InAsSb T2SL-ийн найрлага, зузааныг тодорхойлох нь маш чухал бөгөөд стрессийн тэнцвэрийг хангахын тулд параметрийн тохируулга хийх шаардлагатай. Урт долгионы хэт улаан туяаны илрүүлэлтийн хүрээнд InAs/GaSb T2SL-тэй ижил таслах долгионы уртад хүрэхийн тулд илүү зузаан InAs/InAsSb T2SL нэг үе шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч зузаан моноциклийн үр дүнд өсөлтийн чиглэлд шингээлтийн коэффициент буурч, T2SL дахь нүхний үр дүнтэй масс нэмэгддэг. Sb бүрэлдэхүүнийг нэмснээр нэг үеийн зузааныг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхгүйгээр урт таслах долгионы уртад хүрэх боломжтой болох нь тогтоогдсон. Гэсэн хэдий ч хэт их Sb найрлага нь Sb элементүүдийг тусгаарлахад хүргэдэг.
Тиймээс Sb бүлэг 0.5-тай InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL-ийг APD-ийн идэвхтэй давхарга болгон сонгосон.фото илрүүлэгч. InAs/InAsSb T2SL нь голчлон GaSb субстрат дээр ургадаг тул омог удирдахад GaSb-ийн үүргийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Үндсэндээ омог тэнцвэрт байдалд хүрэхийн тулд нэг хугацааны супер торны дундаж тогтмолыг субстратын торны тогтмолтой харьцуулах явдал юм. Ерөнхийдөө InAs дахь суналтын суналтыг InAsSb-ийн оруулсан шахалтын дарамтаар нөхдөг бөгөөд ингэснээр InAsSb давхаргаас илүү зузаан InAs давхарга үүсдэг. Энэхүү судалгаа нь нуранги фотодетекторын фотоэлектрик хариу урвалын шинж чанарыг хэмжиж, спектрийн хариу үйлдэл, харанхуй гүйдэл, чимээ шуугиан гэх мэтийг хэмжиж, шаталсан градиент давхаргын дизайны үр нөлөөг баталгаажуулсан. Нурангины фото илрүүлэгчийн нуранги үржүүлэх нөлөөг шинжилж, үржүүлэх хүчин зүйл болон туссан гэрлийн хүч, температур болон бусад үзүүлэлтүүдийн хоорондын хамаарлыг авч үзсэн.
ЗУРАГ. (A) InAs/InAsSb урт долгионы хэт улаан туяаны APD фотодетекторын бүдүүвч диаграмм; (B) APD фотодетекторын давхарга бүрийн цахилгаан талбайн бүдүүвч диаграм.
Шуудангийн цаг: 2025-01-06