Најновије истраживање офотодетектор лавине
Технологија инфрацрвене детекције се широко користи у војном извиђању, праћењу животне средине, медицинској дијагностици и другим пољима. Традиционални инфрацрвени детектори имају нека ограничења у перформансама, као што су осетљивост детекције, брзина одзива и тако даље. Материјали ИнАс/ИнАсСб класе ИИ суперрешетке (Т2СЛ) имају одличне фотоелектричне особине и могућност подешавања, што их чини идеалним за дуготаласне инфрацрвене (ЛВИР) детекторе. Проблем слабог одговора у дуготаласној инфрацрвеној детекцији је био забринут већ дуже време, што у великој мери ограничава поузданост апликација електронских уређаја. Иако фотодетектор лавина (АПД фотодетектор) има одличне перформансе одзива, пати од велике тамне струје током множења.
Да би решио ове проблеме, тим са Универзитета за електронску науку и технологију Кине успешно је дизајнирао дуготаласну инфрацрвену лавину фотодиоду високих перформанси класе ИИ суперрешетке (Т2СЛ). Истраживачи су користили нижу стопу рекомбинације пужа ИнАс/ИнАсСб Т2СЛ слоја апсорбера да би смањили тамну струју. У исто време, АлАсСб са ниском к вредношћу се користи као слој множења за сузбијање буке уређаја уз одржавање довољног појачања. Овај дизајн пружа обећавајуће решење за промовисање развоја технологије дуготаласне инфрацрвене детекције. Детектор има степенасти дизајн, а подешавањем односа композиције ИнАс и ИнАсСб, постиже се глатка транзиција структуре траке, а перформансе детектора су побољшане. У погледу процеса селекције и припреме материјала, ова студија детаљно описује метод раста и процесне параметре ИнАс/ИнАсСб Т2СЛ материјала који се користи за припрему детектора. Одређивање састава и дебљине ИнАс/ИнАсСб Т2СЛ је критично и потребно је подешавање параметара да би се постигла равнотежа напрезања. У контексту дуготаласне инфрацрвене детекције, да би се постигла иста гранична таласна дужина као ИнАс/ГаСб Т2СЛ, потребан је дебљи појединачни период ИнАс/ИнАсСб Т2СЛ. Међутим, дебљи моноцикл резултира смањењем коефицијента апсорпције у правцу раста и повећањем ефективне масе рупа у Т2СЛ. Утврђено је да додавањем Сб компоненте може се постићи дужа гранична таласна дужина без значајног повећања дебљине појединачног периода. Међутим, прекомерни састав Сб може довести до сегрегације Сб елемената.
Стога је ИнАс/ИнАс0.5Сб0.5 Т2СЛ са Сб групом 0.5 одабран као активни слој АПДфотодетектор. ИнАс/ИнАсСб Т2СЛ углавном расте на ГаСб супстратима, тако да треба размотрити улогу ГаСб у управљању деформацијама. У суштини, постизање равнотеже деформација укључује поређење просечне константе решетке суперрешетке за један период са константом решетке супстрата. Генерално, затезна деформација у ИнАс је компензована напрезањем при притиску које уноси ИнАсСб, што резултира дебљим слојем ИнАс од слоја ИнАсСб. Ова студија је измерила карактеристике фотоелектричног одзива лавинског фотодетектора, укључујући спектрални одзив, тамну струју, шум, итд., и потврдила ефикасност степенастог градијентног дизајна слоја. Анализиран је ефекат умножавања лавине фотодетектора лавине и дискутована је веза између фактора мултипликације и снаге упадне светлости, температуре и других параметара.
Фиг. (А) Шематски дијаграм ИнАс/ИнАсСб дуготаласног инфрацрвеног АПД фотодетектора; (Б) Шематски дијаграм електричних поља на сваком слоју АПД фотодетектора.
Време поста: Јан-06-2025