Mae ffotodetectorau cyflym yn cael eu cyflwyno gan ffotodetectorau Ingaas

Cyflwynir ffotodetectorau cyflym ganIngaas Photodetectors

Ffotodetectorau cyflymYm maes cyfathrebu optegol yn bennaf mae III-V Ingaas Photodetectors a IV llawn Si a Ge/SI ffotodetectorau. Mae'r cyntaf yn synhwyrydd traddodiadol bron yn is -goch, sydd wedi bod yn drech ers amser maith, tra bod yr olaf yn dibynnu ar dechnoleg optegol silicon i ddod yn seren sy'n codi, ac mae'n fan poeth ym maes ymchwil optoelectroneg ryngwladol yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Yn ogystal, mae synwyryddion newydd sy'n seiliedig ar ddeunyddiau perovskite, organig a dau ddimensiwn yn datblygu'n gyflym oherwydd manteision prosesu hawdd, hyblygrwydd da ac eiddo tiwniadwy. Mae gwahaniaethau sylweddol rhwng y synwyryddion newydd hyn a ffotodetectorau anorganig traddodiadol mewn priodweddau materol a phrosesau gweithgynhyrchu. Mae gan synwyryddion perovskite nodweddion amsugno golau rhagorol a chynhwysedd cludo gwefr effeithlon, defnyddir synwyryddion deunyddiau organig yn helaeth ar gyfer eu cost isel a'u electronau hyblyg, ac mae synwyryddion deunyddiau dau ddimensiwn wedi denu llawer o sylw oherwydd eu priodweddau ffisegol unigryw a'u symudedd cludwr uchel. Fodd bynnag, o gymharu â synwyryddion INGAAS a SI/GE, mae angen gwella'r synwyryddion newydd o hyd o ran sefydlogrwydd tymor hir, aeddfedrwydd gweithgynhyrchu ac integreiddio.

Ingaas yw un o'r deunyddiau delfrydol ar gyfer gwireddu ffotodetectorau cyflym ac ymateb uchel. Yn gyntaf oll, mae INGAAS yn ddeunydd lled -ddargludyddion bandgap uniongyrchol, a gellir rheoleiddio ei led bandgap gan y gymhareb rhwng IN a GA i gyflawni canfod signalau optegol o wahanol donfeddi. Yn eu plith, mae In0.53GA0.47As wedi'i gyfateb yn berffaith â dellt swbstrad INP, ac mae ganddo gyfernod amsugno golau mawr yn y band cyfathrebu optegol, sef y mwyaf a ddefnyddir yn fwyaf eang wrth baratoiffotodetectorau, a'r perfformiad tywyll ac ymatebolrwydd tywyll hefyd yw'r gorau. Yn ail, mae gan ddeunyddiau INGAAS ac INP gyflymder drifft electron uchel, ac mae eu cyflymder drifft electron dirlawn tua 1 × 107 cm/s. Ar yr un pryd, mae gan ddeunyddiau INGAAS ac INP effaith gorgyflenwi cyflymder electronau o dan faes trydan penodol. Gellir rhannu'r cyflymder gorgyffwrdd yn 4 × 107cm/s a 6 × 107cm/s, sy'n ffafriol i wireddu lled band â therfyn amser cludwr mwy. Ar hyn o bryd, Ingaas Photodetector yw'r ffotodetector mwyaf prif ffrwd ar gyfer cyfathrebu optegol, a defnyddir y dull cyplu mynychder arwyneb yn bennaf yn y farchnad, ac mae'r 25 Gbaud/s a 56 o gynhyrchion synhwyrydd mynychder wyneb Gbaud/s wedi'u gwireddu. Mae maint llai, mynychder cefn a synwyryddion mynychder arwyneb lled band mawr hefyd wedi'u datblygu, sy'n addas yn bennaf ar gyfer cymwysiadau dirlawnder cyflym a dirlawnder uchel. Fodd bynnag, mae'r stiliwr digwyddiad arwyneb wedi'i gyfyngu gan ei fodd cyplu ac mae'n anodd ei integreiddio â dyfeisiau optoelectroneg eraill. Felly, gyda gwella gofynion integreiddio optoelectroneg, mae ffotodetectorau IngaAs cypledig tonnau tonnau gyda pherfformiad rhagorol ac sy'n addas ar gyfer integreiddio wedi dod yn ganolbwynt ymchwil yn raddol, y mae'r modiwlau ffotoprobe ingoprobe masnachol 70 GHz a 110 GHz bron i gyd yn defnyddio strwythurau cypledig tonnau tonnau. Yn ôl y gwahanol ddeunyddiau swbstrad, gellir rhannu stiliwr ffotodrydanol Ingaas cyplysu tonnau tonnau yn ddau gategori: INP a Si. Mae gan y deunydd epitaxial ar swbstrad INP ansawdd uchel ac mae'n fwy addas ar gyfer paratoi dyfeisiau perfformiad uchel. Fodd bynnag, mae amrywiol gamgymhariadau rhwng deunyddiau III-V, deunyddiau INGAAS a swbstradau Si a dyfir neu a bondiwyd ar swbstradau Si yn arwain at ddeunydd cymharol wael neu ansawdd rhyngwyneb, ac mae gan berfformiad y ddyfais ystafell fawr i wella o hyd.