ПредстављањеInGaAs фотодетектор
InGaAs је један од идеалних материјала за постизање високог одзива ифотодетектор велике брзинеПрво, InGaAs је полупроводнички материјал са директним енергетским процепом, а ширина његовог енергетског процепа може се регулисати односом између In и Ga, што омогућава детекцију оптичких сигнала различитих таласних дужина. Међу њима, In0.53Ga0.47As је савршено усклађен са решетком InP подлоге и има веома висок коефицијент апсорпције светлости у оптичком комуникационом опсегу. Најшире се користи у припреми...фотодетектори такође има најизузетније перформансе тамне струје и осетљивости. Друго, и InGaAs и InP материјали имају релативно високе брзине дрифта електрона, при чему су њихове засићене брзине дрифта електрона приближно 1×107 цм/с. У међувремену, под специфичним електричним пољима, InGaAs и InP материјали показују ефекте прекорачења брзине електрона, при чему њихове брзине прекорачења достижу 4×107 цм/с и 6×107 цм/с респективно. То је погодно за постизање већег пропусног опсега укрштања. Тренутно су InGaAs фотодетектори најраспрострањенији фотодетектори за оптичку комуникацију. На тржишту је најчешћи метод повезивања површинског инцидента. Производи детектора површинског инцидента са 25 Гауд/с и 56 Гауд/с већ се могу масовно производити. Развијени су и мањи, позадински и високопропусни детектори површинског инцидента, углавном за примене као што су велика брзина и висока засићеност. Међутим, због ограничења њихових метода повезивања, детекторе површинског инцидента је тешко интегрисати са другим оптоелектронским уређајима. Стога, са све већом потражњом за оптоелектронском интеграцијом, InGaAs фотодетектори спрегнути таласоводом, са одличним перформансама и погодни за интеграцију, постепено су постали фокус истраживања. Међу њима, комерцијални InGaAs фотодетекторски модули од 70GHz и 110GHz скоро сви усвајају структуре спрезања таласовода. Према разлици у материјалима подлоге, InGaAs фотодетектори спрегнути таласоводом могу се углавном класификовати у два типа: на бази INP и на бази Si. Материјал епитаксијални на InP подлогама је високог квалитета и погоднији је за израду високоперформансних уређаја. Међутим, за материјале III-V групе узгајане или везане на Si подлогама, због различитих неусклађености између InGaAs материјала и Si подлога, квалитет материјала или интерфејса је релативно лош и још увек постоји значајан простор за побољшање перформанси уређаја.
Стабилност фотодетектора у различитим окружењима примене, посебно у екстремним условима, такође је један од кључних фактора у практичним применама. Последњих година, нови типови детектора као што су перовскитни, органски и дводимензионални материјали, који су привукли велику пажњу, и даље се суочавају са многим изазовима у погледу дугорочне стабилности због чињенице да су сами материјали лако подложни утицају фактора околине. У међувремену, процес интеграције нових материјала још увек није зрео и потребна су даља истраживања за производњу великих размера и конзистентност перформанси.
Иако увођење индуктора може ефикасно повећати пропусни опсег уређаја тренутно, није популарно у дигиталним оптичким комуникационим системима. Стога је један од истраживачких праваца брзих фотодетектора како избећи негативне утицаје ради даљег смањења паразитских RC параметара уређаја. Друго, како се пропусни опсег фотодетектора спрегнутих са таласоводом стално повећава, ограничење између пропусног опсега и осетљивости поново почиње да се појављује. Иако су објављени Ge/Si фотодетектори и InGaAs фотодетектори са пропусним опсегом од 3dB који прелази 200GHz, њихов осетљивост није задовољавајућа. Како повећати пропусни опсег уз одржавање добре осетљивости је важна истраживачка тема, која може захтевати увођење нових материјала компатибилних са процесом (висока мобилност и висок коефицијент апсорпције) или нових структура брзих уређаја за решавање. Поред тога, како се пропусни опсег уређаја повећава, сценарији примене детектора у микроталасним фотонским везама ће се постепено повећавати. За разлику од мале оптичке снаге и детекције високе осетљивости у оптичкој комуникацији, овај сценарио, на основу велике пропусности, има високу потражњу за снагом засићења за велику снагу. Међутим, уређаји са великим пропусним опсегом обично усвајају структуре малих димензија, тако да није лако направити фотодетекторе велике брзине и велике снаге засићења, а могу бити потребне даље иновације у екстракцији носилаца и дисипацији топлоте уређаја. Коначно, смањење тамне струје детектора велике брзине остаје проблем који фотодетектори са неусклађеношћу решетки морају да реше. Тамна струја је углавном повезана са квалитетом кристала и површинским стањем материјала. Стога, кључни процеси као што су висококвалитетна хетероепитаксија или везивање у системима са неусклађеношћу решетки захтевају више истраживања и улагања.
Време објаве: 20. август 2025.