Najnovší výskum olavínový fotodetektor
Infračervená detekčná technológia je široko používaná vo vojenskom prieskume, monitorovaní životného prostredia, lekárskej diagnostike a ďalších oblastiach. Tradičné infračervené detektory majú určité obmedzenia vo výkone, ako je citlivosť detekcie, rýchlosť odozvy atď. Supermriežkové materiály InAs/InAsSb triedy II (T2SL) majú vynikajúce fotoelektrické vlastnosti a laditeľnosť, vďaka čomu sú ideálne pre dlhovlnné infračervené (LWIR) detektory. Problém slabej odozvy pri infračervenej detekcii dlhých vĺn je problémom už dlhú dobu, čo značne obmedzuje spoľahlivosť aplikácií elektronických zariadení. Hoci lavínový fotodetektor (APD fotodetektor) má vynikajúcu odozvu, trpí vysokým temným prúdom počas násobenia.
Na vyriešenie týchto problémov tím z University of Electronic Science and Technology of China úspešne navrhol vysokovýkonnú infračervenú lavínovú fotodiódu s dlhými vlnami (APD) triedy II supermriežky (T2SL). Výskumníci použili nižšiu rýchlosť šnekovej rekombinácie absorpčnej vrstvy InAs / InAsSb T2SL na zníženie tmavého prúdu. AlAsSb s nízkou hodnotou k je zároveň použitý ako multiplikačná vrstva na potlačenie šumu zariadenia pri zachovaní dostatočného zisku. Tento dizajn poskytuje sľubné riešenie na podporu vývoja technológie dlhovlnnej infračervenej detekcie. Detektor využíva stupňovitý viacúrovňový dizajn a úpravou pomeru zloženia InAs a InAsSb sa dosiahne hladký prechod pásovej štruktúry a zlepší sa výkon detektora. Z hľadiska výberu materiálu a procesu prípravy táto štúdia podrobne popisuje spôsob rastu a procesné parametre materiálu InAs/InAsSb T2SL použitého na prípravu detektora. Určenie zloženia a hrúbky InAs/InAsSb T2SL je kritické a na dosiahnutie rovnováhy napätia je potrebná úprava parametrov. V kontexte dlhovlnnej infračervenej detekcie je na dosiahnutie rovnakej hraničnej vlnovej dĺžky ako InAs/GaSb T2SL potrebná hrubšia jedna perióda InAs/InAsSb T2SL. Avšak hrubší monocyklus má za následok zníženie absorpčného koeficientu v smere rastu a zvýšenie efektívnej hmoty otvorov v T2SL. Zistilo sa, že pridaním zložky Sb možno dosiahnuť dlhšiu medznú vlnovú dĺžku bez výrazného zvýšenia hrúbky jednej periódy. Nadmerné zloženie Sb však môže viesť k segregácii prvkov Sb.
Preto bola ako aktívna vrstva APD vybraná InAs/InAs0,5Sb0,5 T2SL so skupinou Sb 0,5fotodetektor. InAs / InAsSb T2SL rastie hlavne na substrátoch GaSb, takže je potrebné zvážiť úlohu GaSb v manažmente kmeňov. Dosiahnutie deformačnej rovnováhy v podstate zahŕňa porovnanie priemernej mriežkovej konštanty supermriežky za jednu periódu s mriežkovou konštantou substrátu. Vo všeobecnosti je ťahová deformácia v InAs kompenzovaná tlakovou deformáciou zavedenou InAsSb, čo vedie k hrubšej vrstve InAs ako vrstva InAsSb. Táto štúdia merala charakteristiky fotoelektrickej odozvy lavínového fotodetektora, vrátane spektrálnej odozvy, tmavého prúdu, šumu atď., a overila účinnosť dizajnu stupňovitej gradientovej vrstvy. Analyzuje sa lavínový multiplikačný efekt lavínového fotodetektora a diskutuje sa vzťah medzi multiplikačným faktorom a dopadajúcim svetelným výkonom, teplotou a ďalšími parametrami.
Obr. (A) Schematický diagram InAs/InAsSb dlhovlnného infračerveného APD fotodetektora; (B) Schematický diagram elektrických polí na každej vrstve fotodetektora APD.
Čas odoslania: Jan-06-2025