Yr ymchwil diweddaraf i ffotosynhwyrydd eirlithriadau

Mae ymchwil diweddaraf offotosynhwyrydd eirlithriadau

Defnyddir technoleg canfod isgoch yn helaeth mewn rhagchwilio milwrol, monitro amgylcheddol, diagnosis meddygol a meysydd eraill. Mae gan synwyryddion is-goch traddodiadol rai cyfyngiadau mewn perfformiad, megis sensitifrwydd canfod, cyflymder ymateb ac yn y blaen. Mae gan ddeunyddiau uwchlattice Dosbarth II InAs/InAsSb (T2SL) briodweddau ffotodrydanol ardderchog a thiwnadwyedd, sy'n eu gwneud yn ddelfrydol ar gyfer synwyryddion isgoch tonnau hir (LWIR). Mae problem ymateb gwan mewn canfod isgoch tonnau hir wedi bod yn bryder ers amser maith, sy'n cyfyngu'n fawr ar ddibynadwyedd cymwysiadau dyfeisiau electronig. Er eirlithriadau ffotosynhwyrydd (Synhwyrydd ffoto APD) Mae ganddo berfformiad ymateb rhagorol, mae'n dioddef o gerrynt tywyll uchel yn ystod lluosi.

I ddatrys y problemau hyn, mae tîm o Brifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Electronig Tsieina wedi llwyddo i ddylunio ffotodiod eirlithriad eirlithriad tonfedd hir (APD) uwch-ddarlledydd Dosbarth II (T2SL) perfformiad uchel. Defnyddiodd yr ymchwilwyr gyfradd ailgyfuno ebill is yr haen amsugno InAs/InAsSb T2SL i leihau'r cerrynt tywyll. Ar yr un pryd, defnyddir AlAsSb â gwerth k isel fel yr haen lluosydd i atal sŵn dyfais wrth gynnal enillion digonol. Mae'r dyluniad hwn yn darparu ateb addawol ar gyfer hyrwyddo datblygiad technoleg canfod isgoch tonnau hir. Mae'r synhwyrydd yn mabwysiadu dyluniad haenog fesul cam, a thrwy addasu cymhareb cyfansoddiad InAs ac InAsSb, cyflawnir trawsnewidiad llyfn strwythur y band, ac mae perfformiad y synhwyrydd yn cael ei wella. O ran y broses dewis a pharatoi deunydd, mae'r astudiaeth hon yn disgrifio'n fanwl y dull twf a pharamedrau proses deunydd InAs/InAsSb T2SL a ddefnyddir i baratoi'r synhwyrydd. Mae pennu cyfansoddiad a thrwch InAs/InAsSb T2SL yn hollbwysig ac mae angen addasiad paramedr i sicrhau cydbwysedd straen. Yng nghyd-destun canfod isgoch tonfedd hir, er mwyn cyflawni'r un donfedd torri i ffwrdd ag InAs/GaSb T2SL, mae angen cyfnod unigol IAs/InAsSb T2SL mwy trwchus. Fodd bynnag, mae monocycle mwy trwchus yn arwain at ostyngiad yn y cyfernod amsugno i gyfeiriad twf a chynnydd yn y màs effeithiol o dyllau yn T2SL. Canfyddir y gall ychwanegu cydran Sb gyflawni tonfedd toriad hirach heb gynyddu trwch un cyfnod yn sylweddol. Fodd bynnag, gall cyfansoddiad gormodol Sb arwain at wahanu elfennau Sb.

Felly, dewiswyd InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL gyda grŵp Sb 0.5 fel yr haen weithredol o APDffotosynhwyrydd. Mae InAs/InAsSb T2SL yn tyfu'n bennaf ar swbstradau GaSb, felly mae angen ystyried rôl GaSb mewn rheoli straen. Yn y bôn, mae cyflawni cydbwysedd straen yn golygu cymharu cysonyn dellt cyfartalog uwchlattis am un cyfnod â chysonyn dellt y swbstrad. Yn gyffredinol, mae'r straen tynnol yn yr InAs yn cael ei ddigolledu gan y straen cywasgol a gyflwynir gan yr InAsSb, gan arwain at haen InAs fwy trwchus na'r haen InAsSb. Mesurodd yr astudiaeth hon nodweddion ymateb ffotodrydanol ffotosynhwyrydd eirlithriadau, gan gynnwys ymateb sbectrol, cerrynt tywyll, sŵn, ac ati, a gwirio effeithiolrwydd dyluniad yr haen graddiant grisiog. Dadansoddir effaith lluosi eirlithriad ffotodetector eirlithriad, a thrafodir y berthynas rhwng y ffactor lluosi a'r pŵer golau digwyddiad, tymheredd a pharamedrau eraill.

FFIG. (A) Diagram sgematig o ffotosynhwyrydd isgoch tonnau hir APD InAs/InAsSb; (B) Diagram sgematig o feysydd trydan ar bob haen o ffotosynhwyrydd APD.