Ang mga high-speed photodetector ay ipinakilala ng mga InGaAs photodetector

Ang mga high-speed photodetector ay ipinakilala ngMga photodetector ng InGaAs

Mga high-speed photodetectorsa larangan ng komunikasyong optikal, pangunahing kinabibilangan ng mga photodetector na III-V InGaAs at IV full Si at Ge/Mga photodetector ng SiAng una ay isang tradisyonal na near infrared detector, na matagal nang nangingibabaw, habang ang huli ay umaasa sa teknolohiyang silicon optical upang maging isang sumisikat na bituin, at isang mainit na lugar sa larangan ng internasyonal na pananaliksik sa optoelectronics nitong mga nakaraang taon. Bukod pa rito, ang mga bagong detector na nakabatay sa perovskite, organic at two-dimensional na mga materyales ay mabilis na umuunlad dahil sa mga bentahe ng madaling pagproseso, mahusay na flexibility at mga katangiang nababagay. May mga makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga bagong detector na ito at ng mga tradisyonal na inorganic photodetector sa mga katangian ng materyal at mga proseso ng pagmamanupaktura. Ang mga perovskite detector ay may mahusay na mga katangian ng pagsipsip ng liwanag at mahusay na kapasidad sa pagdadala ng karga, ang mga organic materials detector ay malawakang ginagamit dahil sa kanilang mababang gastos at flexible na mga electron, at ang mga two-dimensional na materials detector ay nakakuha ng maraming atensyon dahil sa kanilang natatanging pisikal na katangian at mataas na carrier mobility. Gayunpaman, kumpara sa mga InGaAs at Si/Ge detector, ang mga bagong detector ay kailangan pa ring pagbutihin sa mga tuntunin ng pangmatagalang katatagan, kapanahunan ng pagmamanupaktura at integrasyon.

Ang InGaAs ay isa sa mga mainam na materyales para sa paggawa ng mga high-speed at high-response photodetector. Una sa lahat, ang InGaAs ay isang direktang bandgap semiconductor material, at ang lapad ng bandgap nito ay maaaring i-regulate ng ratio sa pagitan ng In at Ga upang makamit ang pagtuklas ng mga optical signal ng iba't ibang wavelength. Kabilang sa mga ito, ang In0.53Ga0.47As ay perpektong tumutugma sa substrate lattice ng InP, at may malaking light absorption coefficient sa optical communication band, na siyang pinakamalawak na ginagamit sa paghahanda ng...mga photodetector, at ang dark current at responsiveness performance din ang pinakamahusay. Pangalawa, ang mga materyales na InGaAs at InP ay parehong may mataas na electron drift velocity, at ang kanilang saturated electron drift velocity ay humigit-kumulang 1×107 cm/s. Kasabay nito, ang mga materyales na InGaAs at InP ay may electron velocity overshoot effect sa ilalim ng partikular na electric field. Ang overshoot velocity ay maaaring hatiin sa 4×107cm/s at 6×107cm/s, na nakakatulong sa pagsasakatuparan ng mas malaking carrier time-limited bandwidth. Sa kasalukuyan, ang InGaAs photodetector ang pinaka-mainstream na photodetector para sa optical communication, at ang surface incidence coupling method ang kadalasang ginagamit sa merkado, at ang 25 Gbaud/s at 56 Gbaud/s surface incidence detector na mga produkto ay napagtanto na. Mas maliit na sukat, back incidence at malaking bandwidth na surface incidence detectors ang nabuo na rin, na pangunahing angkop para sa mga high speed at high saturation applications. Gayunpaman, ang surface incident probe ay limitado ng coupling mode nito at mahirap i-integrate sa iba pang optoelectronic devices. Samakatuwid, kasabay ng pagbuti ng mga kinakailangan sa optoelectronic integration, ang mga waveguide coupled InGaAs photodetector na may mahusay na pagganap at angkop para sa integrasyon ay unti-unting naging pokus ng pananaliksik, kung saan ang mga komersyal na 70 GHz at 110 GHz InGaAs photoprobe module ay halos lahat ay gumagamit ng mga istrukturang waveguide coupled. Ayon sa iba't ibang materyales ng substrate, ang waveguide coupling InGaAs photoelectric probe ay maaaring hatiin sa dalawang kategorya: InP at Si. Ang epitaxial na materyal sa InP substrate ay may mataas na kalidad at mas angkop para sa paghahanda ng mga high-performance device. Gayunpaman, ang iba't ibang hindi pagkakatugma sa pagitan ng mga materyales na III-V, mga materyales na InGaAs at mga substrate na Si na itinanim o nakadikit sa mga substrate na Si ay humahantong sa medyo mababang kalidad ng materyal o interface, at ang pagganap ng aparato ay mayroon pa ring malaking puwang para sa pagpapabuti.