Najnovije istraživanje ofotodetektor lavina
Tehnologija infracrvene detekcije široko se koristi u vojnom izviđanju, praćenju okoliša, medicinskoj dijagnostici i drugim područjima. Tradicionalni infracrveni detektori imaju neka ograničenja u performansama, kao što su osjetljivost detekcije, brzina odziva i tako dalje. Materijali superrešetke InAs/InAsSb klase II (T2SL) imaju izvrsna fotoelektrična svojstva i prilagodljivost, što ih čini idealnim za dugovalne infracrvene (LWIR) detektore. Problem slabog odziva u dugovalnoj infracrvenoj detekciji već dugo vremena predstavlja zabrinutost, što uvelike ograničava pouzdanost primjene elektroničkih uređaja. Iako lavinski fotodetektor (APD fotodetektor) ima izvrsne performanse odziva, pati od visoke tamne struje tijekom množenja.
Kako bi riješio ove probleme, tim sa Sveučilišta elektroničke znanosti i tehnologije u Kini uspješno je dizajnirao visokoučinkovitu infracrvenu lavinsku fotodiodu (APD) klase II superrešetke (T2SL) s dugim valom. Istraživači su koristili nižu brzinu rekombinacije svrdla sloja apsorbera InAs/InAsSb T2SL kako bi smanjili tamnu struju. Istovremeno, AlAsSb s niskom k vrijednošću koristi se kao sloj množitelja za suzbijanje šuma uređaja uz održavanje dovoljnog pojačanja. Ovaj dizajn pruža obećavajuće rješenje za promicanje razvoja tehnologije detekcije dugih valova infracrvenog zračenja. Detektor usvaja stepenasti slojeviti dizajn, a podešavanjem omjera sastava InAs i InAsSb postiže se glatki prijelaz strukture pojasa i poboljšavaju se performanse detektora. Što se tiče odabira materijala i procesa pripreme, ova studija detaljno opisuje metodu rasta i procesne parametre InAs/InAsSb T2SL materijala koji se koristi za pripremu detektora. Određivanje sastava i debljine InAs/InAsSb T2SL je ključno i potrebno je podešavanje parametara kako bi se postigla ravnoteža naprezanja. U kontekstu detekcije dugovalnog infracrvenog zračenja, za postizanje iste granične valne duljine kao kod InAs/GaSb T2SL-a, potreban je deblji InAs/InAsSb T2SL jednoperiodni sloj. Međutim, deblji monocikl rezultira smanjenjem koeficijenta apsorpcije u smjeru rasta i povećanjem efektivne mase šupljina u T2SL-u. Utvrđeno je da dodavanje Sb komponente može postići dužu graničnu valnu duljinu bez značajnog povećanja debljine pojedinačnog perioda. Međutim, prekomjerni sastav Sb može dovesti do segregacije Sb elemenata.
Stoga je InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL sa Sb skupinom 0.5 odabran kao aktivni sloj APD-a.fotodetektorInAs/InAsSb T2SL uglavnom raste na GaSb podlogama, stoga treba uzeti u obzir ulogu GaSb u upravljanju naprezanjem. U osnovi, postizanje ravnoteže naprezanja uključuje usporedbu prosječne konstante rešetke superrešetke za jedno razdoblje s konstantom rešetke podloge. Općenito, vlačno naprezanje u InAs kompenzirano je tlačnim naprezanjem koje unosi InAsSb, što rezultira debljim slojem InAs od sloja InAsSb. Ova studija mjerila je karakteristike fotoelektričnog odziva lavinskog fotodetektora, uključujući spektralni odziv, tamnu struju, šum itd., te je provjerila učinkovitost dizajna stepenastog gradijentnog sloja. Analizira se učinak multiplikacije lavine lavinskog fotodetektora i raspravlja se o odnosu između faktora multiplikacije i snage upadne svjetlosti, temperature i drugih parametara.
SL. (A) Shematski dijagram dugovalnog infracrvenog APD fotodetektora InAs/InAsSb; (B) Shematski dijagram električnih polja na svakom sloju APD fotodetektora.
Vrijeme objave: 06.01.2025.