тааныштырууInGaAs фотодетектору
InGaAs жогорку жооп жана жетүү үчүн идеалдуу материалдардын бири болуп саналатжогорку ылдамдыктагы фотодетектор. Биринчиден, InGaAs түз тилкелүү жарым өткөргүч материал болуп саналат жана анын диапазонунун туурасы In жана Ga ортосундагы катыш менен жөнгө салынышы мүмкүн, бул ар түрдүү толкун узундуктарынын оптикалык сигналдарын аныктоого мүмкүндүк берет. Алардын арасында In0.53Ga0.47As InP субстрат торчосуна эң сонун шайкеш келет жана оптикалык байланыш тилкесинде жарыкты жутуу коэффициенти өтө жогору. даярдоодо эң кеңири колдонулатфотодетекторжана ошондой эле эң көрүнүктүү караңгы ток жана жоопкердүүлүк көрсөткүчүнө ээ. Экинчиден, InGaAs жана InP материалдары салыштырмалуу жогорку электрон дрейф ылдамдыгына ээ, алардын каныккан электрон дрейф ылдамдыгы экөө тең болжол менен 1×107см/сек. Ошол эле учурда, белгилүү бир электр талааларында InGaAs жана InP материалдары электрондун ылдамдыгын ашып кетүү эффекттерин көрсөтөт, алардын ашыкча ылдамдыгы тиешелүүлүгүнө жараша 4×107см/сек жана 6×107см/секге жетет. Бул жогорку кесип өтүү жөндөмдүүлүгүнө жетишүү үчүн шарт түзөт. Азыркы учурда InGaAs фотодетекторлору оптикалык байланыш үчүн эң негизги фотодетектор болуп саналат. Рынокто, беттик-инциденттик бириктирүү ыкмасы эң кеңири таралган. 25 Gaud/s жана 56 Gaud/s менен беттик инцидент детекторунун продуктулары буга чейин массалык түрдө чыгарыла алат. Кичирээк өлчөмдөгү, арткы инциденттик жана жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү жер үстүндөгү инциденттер детекторлору да, негизинен, жогорку ылдамдык жана жогорку каныккандык сыяктуу колдонмолор үчүн иштелип чыккан. Бирок, алардын бириктирүү ыкмаларынын чектөөлөрүнөн улам, беттик инцидент детекторлорун башка оптоэлектрондук түзүлүштөр менен интеграциялоо кыйынга турат. Ошондуктан, оптоэлектрондук интеграцияга болгон суроо-талаптын өсүшү менен, толкун өткөргүч менен коштолгон InGaAs фотодетекторлору мыкты өндүрүмдүүлүккө ээ жана интеграцияга ылайыктуу акырындык менен изилдөөлөрдүн чордонуна айланды. Алардын ичинен коммерциялык InGaAs фотодетекторунун 70 ГГц жана 110 ГГц модулдары дээрлик бардыгы толкун өткөргүчтү бириктирүүчү түзүлүштөрдү кабыл алышат. Субстрат материалдарынын айырмасына ылайык, толкун өткөргүч менен байланышкан InGaAs фотодетекторлору негизинен эки түргө бөлүнөт: INP негизиндеги жана Si негизиндеги. InP субстраттарында эпитаксиалдык материал жогорку сапатка ээ жана жогорку өндүрүмдүүлүктөгү түзүлүштөрдү жасоого көбүрөөк ылайыктуу. Бирок, InGaAs материалдары менен Si субстраттарынын ортосундагы ар кандай дал келбегендиктен III-V группасынын материалдары үчүн Si субстраттарында өстүрүлгөн же байланган материалдар үчүн материалдын же интерфейстин сапаты салыштырмалуу начар жана аппараттардын иштешин жакшыртуу үчүн дагы эле бир топ орун бар.
Ар кандай колдонуу чөйрөлөрүндө, өзгөчө экстремалдык шарттарда фотодетектордун туруктуулугу да практикалык колдонуудагы негизги факторлордун бири болуп саналат. Акыркы жылдарда көпчүлүктүн көңүлүн бурган перовскит, органикалык жана эки өлчөмдүү материалдар сыяктуу жаңы типтеги детекторлор, материалдардын өзү экологиялык факторлордон оңой эле таасир эткендиктен, узак мөөнөттүү туруктуулук жагынан дагы көптөгөн кыйынчылыктарга туш болууда. Ошол эле учурда, жаңы материалдарды интеграциялоо жараяны дагы эле жетилген эмес, жана андан ары чалгындоо ири өндүрүш жана аткаруу ырааттуулугу үчүн дагы эле керек.
Индукторлорду киргизүү азыркы учурда аппараттардын өткөрүү жөндөмдүүлүгүн эффективдүү көбөйтүүгө мүмкүн болсо да, ал санариптик оптикалык байланыш системаларында популярдуу эмес. Ошондуктан, аппараттын мите RC параметрлерин андан ары азайтуу үчүн терс таасирин кантип болтурбоо үчүн жогорку ылдамдыктагы фотодетектор изилдөө багыттарынын бири болуп саналат. Экинчиден, толкун өткөргүч менен байланышкан фотодетекторлордун өткөрүү жөндөмдүүлүгү өскөн сайын, өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен жоопкердүүлүктүн ортосундагы чектөө кайрадан пайда боло баштайт. Ge/Si фотодетекторлору жана InGaAs фотодетекторлору 3дБ өткөрүү жөндөмдүүлүгү 200 ГГцден ашкандыгы кабарланганы менен, алардын милдеттери канааттандырарлык эмес. Жакшы жоопкерчиликти сактоо менен өткөрүү жөндөмдүүлүгүн кантип жогорулатуу керек - бул маанилүү изилдөө темасы, аны чечүү үчүн жаңы процесске шайкеш келген материалдарды (жогорку мобилдүүлүк жана жогорку жутуу коэффициенти) же жаңы жогорку ылдамдыктагы түзүлүш структураларын киргизүү талап кылынышы мүмкүн. Мындан тышкары, аппараттын өткөрүү жөндөмдүүлүгү жогорулаган сайын, микротолкундуу фотоникалык шилтемелердеги детекторлордун колдонуу сценарийлери акырындык менен көбөйөт. Оптикалык байланышта кичинекей оптикалык кубаттуулуктун инцидентинен жана жогорку сезгичтикти аныктоодон айырмаланып, бул сценарий, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн негизинде, жогорку кубаттуулуктагы инциденттер үчүн жогорку каныккан кубаттуулукту талап кылат. Бирок, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгү бар түзмөктөр, адатта, чакан өлчөмдөгү түзүлүштөрдү кабыл алышат, ошондуктан жогорку ылдамдыктагы жана жогорку каныккан кубаттуу фотодетекторлорду жасоо оңой эмес, ал эми аппараттардын алып жүрүүчүсүн алууда жана жылуулукту бөлүштүрүүдө мындан аркы инновациялар талап кылынышы мүмкүн. Акыр-аягы, жогорку ылдамдыктагы детекторлордун караңгы агымын азайтуу торлордун дал келбеген фотодетекторлор чечиши керек болгон көйгөй бойдон калууда. Кара агым негизинен материалдын кристаллдык сапатына жана беттик абалына байланыштуу. Ошондуктан, жогорку сапаттагы гетероепитаксия же торлордун дал келбеген системалары астында байланыш сыяктуу негизги процесстер көбүрөөк изилдөө жана инвестицияны талап кылат.
Посттун убактысы: 20-август-2025