Ang mga high speed na photodetector ay ipinakilala ng InGaAs photodetector

Ang mga high speed photodetector ay ipinakilala niMga photodetector ng InGaAs

Mataas na bilis ng photodetectorsa larangan ng optical na komunikasyon ay pangunahing kasama ang III-V InGaAs photodetector at IV full Si at Ge/Mga photodetector. Ang una ay isang tradisyonal na malapit na infrared detector, na naging nangingibabaw sa mahabang panahon, habang ang huli ay umaasa sa silicon optical na teknolohiya upang maging isang sumisikat na bituin, at ito ay isang mainit na lugar sa larangan ng internasyonal na pananaliksik sa optoelectronics sa mga nakaraang taon. Bilang karagdagan, ang mga bagong detector batay sa perovskite, organic at two-dimensional na mga materyales ay mabilis na umuunlad dahil sa mga bentahe ng madaling pagproseso, mahusay na kakayahang umangkop at mahimig na mga katangian. May mga makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga bagong detector na ito at tradisyonal na inorganic na photodetector sa mga materyal na katangian at proseso ng pagmamanupaktura. Ang mga detektor ng Perovskite ay may mahusay na mga katangian ng pagsipsip ng liwanag at mahusay na kapasidad ng transportasyon ng singil, ang mga detektor ng organikong materyales ay malawakang ginagamit para sa kanilang mababang gastos at nababaluktot na mga electron, at ang mga detektor ng dalawang-dimensional na materyales ay nakakaakit ng maraming atensyon dahil sa kanilang natatanging pisikal na katangian at mataas na kadaliang mapakilos ng carrier. Gayunpaman, kumpara sa InGaAs at Si/Ge detector, ang mga bagong detector ay kailangan pa ring pagbutihin sa mga tuntunin ng pangmatagalang katatagan, pagmamanupaktura at pagsasama.

Ang InGaAs ay isa sa mga perpektong materyales para sa pagsasakatuparan ng mga photodetector ng mataas na bilis at mataas na tugon. Una sa lahat, ang InGaAs ay isang direktang materyal na semiconductor ng bandgap, 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 tumugma sa substrate na sala-sala ng InP, at may malaking light absorption coefficient sa optical communication band, na siyang pinaka-malawak na ginagamit sa paghahanda ngmga photodetector, at ang madilim na kasalukuyang at pagganap ng pagtugon ay ang pinakamahusay din. Pangalawa, ang InGaAs at InP na mga materyales ay parehong may mataas na electron drift velocity, at ang kanilang saturated electron drift velocity ay halos 1 × 107 cm/s. Kasabay nito, ang InGaAs at InP na mga materyales ay may electron velocity overshoot effect sa ilalim ng partikular na electric field. Maaaring hatiin ang overshoot velocity sa 4× 107cm/s at 6×107cm/s, na nakakatulong sa pagsasakatuparan ng mas malaking bandwidth na limitado sa oras ng carrier. Sa kasalukuyan, ang InGaAs photodetector ay ang pinaka-mainstream na photodetector para sa optical na komunikasyon, at ang surface incidence coupling method ay kadalasang ginagamit sa merkado, at ang 25 Gbaud/s at 56 Gbaud/s surface incidence detector na mga produkto ay naisakatuparan. Ang mas maliit na sukat, back incidence at malalaking bandwidth surface incidence detector ay binuo din, na higit sa lahat ay angkop para sa high speed at high saturation application. Gayunpaman, ang surface incident probe ay limitado sa pamamagitan ng coupling mode nito at mahirap isama sa iba pang mga optoelectronic na device. Samakatuwid, sa pagpapabuti ng mga kinakailangan sa pagsasama ng optoelectronic, ang waveguide na isinama sa InGaAs photodetector na may mahusay na pagganap at angkop para sa pagsasama ay unti-unting naging pokus ng pananaliksik, kung saan ang komersyal na 70 GHz at 110 GHz InGaAs photoprobe module ay halos lahat ay gumagamit ng waveguide coupled structures. Ayon sa iba't ibang materyal na substrate, ang waveguide coupling InGaAs photoelectric probe ay maaaring nahahati 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 device na may mataas na pagganap. Gayunpaman, ang iba't ibang hindi pagkakatugma sa pagitan ng mga III-V na materyales, InGaAs na materyales at Si substrate na lumaki o naka-bond sa Si substrate ay humahantong sa medyo mahinang materyal o kalidad ng interface, at ang pagganap ng device ay mayroon pa ring malaking silid para sa pagpapabuti.