Акыркы изилдөөлөр боюнчакөчкү фотодетектору
Инфракызыл детекторлоо технологиясы аскердик чалгындоодо, айлана-чөйрөнү көзөмөлдөөдө, медициналык диагностикада жана башка тармактарда кеңири колдонулат. Салттуу инфракызыл детекторлордун иштөөсүндө кээ бир чектөөлөр бар, мисалы, аныктоо сезгичтиги, жооп берүү ылдамдыгы жана башкалар. InAs/InAsSb II класстагы супер торчолуу (T2SL) материалдары эң сонун фотоэлектрдик касиеттерге жана тууралоо мүмкүнчүлүгүнө ээ, бул аларды узун толкундуу инфракызыл (LWIR) детекторлор үчүн идеалдуу кылат. Узун толкундуу инфракызыл детекторлордогу алсыз жооп көйгөйү көптөн бери көйгөй жаратып келет, бул электрондук түзмөктөрдүн колдонулушунун ишенимдүүлүгүн бир топ чектейт. Кар көчкүсү фотодетектору (APD фотодетектору) эң сонун жооп берүү көрсөткүчтөрүнө ээ, көбөйтүү учурунда жогорку караңгы токтон жабыркайт.
Бул көйгөйлөрдү чечүү үчүн Кытайдын Электроника илими жана технологиясы университетинин командасы жогорку өндүрүмдүүлүктөгү II класстагы супер торчолуу (T2SL) узун толкундуу инфракызыл көчкү фотодиодун (APD) ийгиликтүү иштеп чыгышты. Изилдөөчүлөр караңгы токту азайтуу үчүн InAs/InAsSb T2SL сиңирүүчү катмарынын төмөнкү шнек рекомбинация ылдамдыгын колдонушту. Ошол эле учурда, жетиштүү күчөтүүнү сактоо менен түзмөктүн ызы-чуусун басуу үчүн көбөйткүч катмар катары k мааниси төмөн AlAsSb колдонулат. Бул дизайн узун толкундуу инфракызыл детектор технологиясын өнүктүрүүнү илгерилетүү үчүн келечектүү чечимди камсыз кылат. Детектор баскычтуу көп баскычтуу дизайнды кабыл алат жана InAs жана InAsSb курамынын катышын тууралоо менен тилке түзүлүшүнүн жылмакай өтүшүнө жетишилет жана детектордун иштеши жакшырат. Материалды тандоо жана даярдоо процесси жагынан алганда, бул изилдөө детекторду даярдоо үчүн колдонулган InAs/InAsSb T2SL материалынын өсүү ыкмасын жана процесстин параметрлерин деталдуу сүрөттөйт. InAs/InAsSb T2SL курамын жана калыңдыгын аныктоо абдан маанилүү жана чыңалуу балансына жетүү үчүн параметрлерди тууралоо талап кылынат. Узун толкундуу инфракызыл детекторлоо контекстинде, InAs/GaSb T2SL сыяктуу эле кесүү толкун узундугуна жетүү үчүн, калыңыраак InAs/InAsSb T2SL бирдиктүү мезгили талап кылынат. Бирок, калыңыраак монокикл өсүү багытында сиңирүү коэффициентинин төмөндөшүнө жана T2SLдеги тешиктердин эффективдүү массасынын көбөйүшүнө алып келет. Sb компонентин кошуу бирдиктүү мезгилдин калыңдыгын олуттуу көбөйтпөстөн, кесүү толкун узундугунун узундугуна жетүү мүмкүн экени аныкталды. Бирок, Sb курамынын ашыкча болушу Sb элементтеринин бөлүнүп чыгышына алып келиши мүмкүн.
Ошондуктан, APDнин активдүү катмары катары Sb тобу 0,5 болгон InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL тандалып алынган.фотодетекторInAs/InAsSb T2SL негизинен GaSb субстраттарында өсөт, андыктан GaSbдин чыңалууларды башкаруудагы ролун эске алуу керек. Негизинен, чыңалуу тең салмактуулугуна жетүү үчүн бир мезгил үчүн супер торчонун орточо торчо константасын субстраттын торчо константасы менен салыштыруу керек. Жалпысынан алганда, InAsтагы созулуучу чыңалуу InAsSb тарабынан киргизилген кысуу чыңалуу менен компенсацияланат, натыйжада InAsSb катмарына караганда калыңыраак InAs катмары пайда болот. Бул изилдөөдө көчкү фотодетекторунун фотоэлектрдик жооп мүнөздөмөлөрү, анын ичинде спектрдик жооп, караңгы ток, ызы-чуу ж.б. өлчөнгөн жана тепкичтүү градиент катмарынын дизайнынын натыйжалуулугу текшерилген. Көчкү фотодетекторунун көчкү көбөйтүү эффектиси талданып, көбөйтүү коэффициенти менен түшкөн жарыктын күчү, температурасы жана башка параметрлердин ортосундагы байланыш талкууланат.
СҮРӨТ. (А) InAs/InAsSb узун толкундуу инфракызыл APD фотодетекторунун схемалык диаграммасы; (B) APD фотодетекторунун ар бир катмарындагы электр талааларынын схемалык диаграммасы.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 6-январы