Өтө жука заттар боюнча жаңы изилдөөInGaAs фотодетектору
Кыска толкундуу инфракызыл (SWIR) сүрөт тартуу технологиясынын өнүгүшү түнкү көрүү системаларына, өнөр жай инспекциясына, илимий изилдөөлөргө, коопсуздукту коргоого жана башка тармактарга олуттуу салым кошту. Көрүнгөн жарык спектринен тышкары аныктоого болгон суроо-талаптын өсүшү менен кыска толкундуу инфракызыл сүрөт сенсорлорунун өнүгүшү да тынымсыз өсүп жатат. Бирок, жогорку чечилиштеги жана аз ызы-чуудагы маалыматтарды алуу...кең спектрлүү фотодетектордагы эле көптөгөн техникалык кыйынчылыктарга туш болууда. Салттуу InGaAs кыска толкундуу инфракызыл фотодетектору фотоэлектрдик конверсиянын натыйжалуулугун жана алып жүрүүчүлөрдүн мобилдүүлүгүн мыкты көрсөтө алганы менен, алардын негизги көрсөткүчтөрү менен түзмөктүн түзүлүшүнүн ортосунда фундаменталдык карама-каршылык бар. Жогорку кванттык натыйжалуулукту (КЭ) алуу үчүн, салттуу конструкциялар 3 микрометр же андан көп сиңирүү катмарын (ЖК) талап кылат жана бул структуралык конструкция ар кандай көйгөйлөргө алып келет.
InGaAs кыска толкундуу инфракызыл нурларында сиңирүү катмарынын (ЖКК) калыңдыгын азайтуу үчүнфотодетектор, узун толкун узундуктарындагы сиңирүүнүн азайышын компенсациялоо абдан маанилүү, айрыкча, кичинекей аймактагы сиңирүү катмарынын калыңдыгы узун толкун узундугунун диапазонунда жетишсиз сиңирүүгө алып келгенде. 1a-сүрөттө оптикалык сиңирүү жолун узартуу менен кичинекей аймактагы сиңирүү катмарынын калыңдыгын компенсациялоо ыкмасы көрсөтүлгөн. Бул изилдөө түзмөктүн арткы бетине TiOx/Au негизиндеги багытталган режимдик резонанстык (GMR) түзүмүн киргизүү менен кыска толкундуу инфракызыл тилкесиндеги кванттык эффективдүүлүктү (QE) жогорулатат.
Салттуу тегиз металл чагылдыруучу түзүлүштөр менен салыштырганда, жетектелген режимдеги резонанстык түзүлүш бир нече резонанстык сиңирүү эффекттерин жаратып, узун толкун узундугундагы жарыктын сиңирүү эффективдүүлүгүн бир кыйла жогорулатат. Изилдөөчүлөр катуу байланышкан толкун анализи (RCWA) ыкмасы аркылуу жетектелген режимдеги резонанстык түзүлүштүн негизги параметрлеринин дизайнын, анын ичинде мезгилди, материалдык курамды жана толтуруу коэффициентин оптималдаштырышты. Натыйжада, бул түзмөк кыска толкундуу инфракызыл тилкеде натыйжалуу сиңирүүнү сактап турат. InGaAs материалдарынын артыкчылыктарын пайдалануу менен, изилдөөчүлөр субстраттын түзүлүшүнө жараша спектрдик жоопту да изилдешти. Жутулуу катмарынын калыңдыгынын азайышы EQEнин төмөндөшү менен коштолушу керек.
Жыйынтыктап айтканда, бул изилдөө калыңдыгы болгону 0,98 микрометр болгон InGaAs детекторун ийгиликтүү иштеп чыкты, бул салттуу түзүлүшкө караганда 2,5 эседен ашык жука. Ошол эле учурда, ал 400-1700 нм толкун узундугу диапазонунда 70% дан ашык кванттык эффективдүүлүктү сактайт. Өтө жука InGaAs фотодетекторунун жетишкендиги жогорку чечилиштеги, аз ызы-чуулуу кең спектрдеги сүрөт сенсорлорун иштеп чыгуу үчүн жаңы техникалык жолду камсыз кылат. Өтө жука түзүлүштүн дизайны менен алып келинген тез ташуучуну ташуу убактысы электрдик кайчылашууну бир кыйла азайтып, түзмөктүн жооп берүү мүнөздөмөлөрүн жакшыртат деп күтүлүүдө. Ошол эле учурда, түзмөктүн кыскартылган түзүлүшү бир чиптүү үч өлчөмдүү (M3D) интеграция технологиясына көбүрөөк ылайыктуу болуп, жогорку тыгыздыктагы пикселдик массивдерге жетүү үчүн негиз түзөт.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 24-февралы