Ang pinakabagong pananaliksik ngavalanche photodetector
Ang teknolohiya ng infrared detection ay malawakang ginagamit sa military reconnaissance, environmental monitoring, medical diagnosis at iba pang larangan. Ang mga tradisyunal na infrared detector ay may ilang mga limitasyon sa pagganap, tulad ng sensitivity ng pagtuklas, bilis ng pagtugon at iba pa. Ang mga materyales ng InAs/InAsSb Class II superlattice (T2SL) ay may mahuhusay na photoelectric na katangian at tunability, na ginagawa itong perpekto para sa mga long-wave infrared (LWIR) detector. Ang problema ng mahinang pagtugon sa long wave infrared detection ay isang pag-aalala sa mahabang panahon, na lubos na naglilimita sa pagiging maaasahan ng mga application ng electronic device. Bagama't avalanche photodetector (APD photodetector) ay may mahusay na pagganap ng pagtugon, naghihirap ito mula sa mataas na madilim na kasalukuyang sa panahon ng pagpaparami.
Upang malutas ang mga problemang ito, matagumpay na nakadisenyo ang isang koponan mula sa Unibersidad ng Electronic Science and Technology ng China ng isang high-performance na Class II superlattice (T2SL) long-wave infrared avalanche photodiode (APD). Ginamit ng mga mananaliksik ang mas mababang auger recombination rate ng InAs/InAsSb T2SL absorber layer upang bawasan ang dark current. Kasabay nito, ang AlAsSb na may mababang k value ay ginagamit bilang multiplier layer upang pigilan ang ingay ng device habang pinapanatili ang sapat na pakinabang. Ang disenyong ito ay nagbibigay ng isang promising na solusyon para sa pagtataguyod ng pagbuo ng long wave infrared detection technology. Ang detektor ay gumagamit ng isang stepped tiered na disenyo, at sa pamamagitan ng pagsasaayos ng komposisyon ng ratio ng InAs at InAsSb, ang maayos na paglipat ng istraktura ng banda ay nakakamit, at ang pagganap ng detector ay napabuti. Sa mga tuntunin ng pagpili ng materyal at proseso ng paghahanda, inilalarawan ng pag-aaral na ito nang detalyado ang paraan ng paglago at mga parameter ng proseso ng materyal na InAs/InAsSb T2SL na ginamit upang ihanda ang detector. Ang pagtukoy sa komposisyon at kapal ng InAs/InAsSb T2SL ay kritikal at kailangan ang pagsasaayos ng parameter upang makamit ang balanse ng stress. Sa konteksto ng long-wave infrared detection, para makamit ang parehong cut-off na wavelength gaya ng InAs/GaSb T2SL, kinakailangan ang isang mas makapal na InAs/InAsSb T2SL na solong yugto. Gayunpaman, ang mas makapal na monocycle ay nagreresulta sa pagbaba sa koepisyent ng pagsipsip sa direksyon ng paglaki at pagtaas ng epektibong masa ng mga butas sa T2SL. Napag-alaman na ang pagdaragdag ng bahagi ng Sb ay maaaring makamit ang mas mahabang cutoff na wavelength nang walang makabuluhang pagtaas ng kapal ng isang yugto. Gayunpaman, ang labis na komposisyon ng Sb ay maaaring humantong sa paghihiwalay ng mga elemento ng Sb.
Samakatuwid, napili ang InAs/InAs0.5Sb0.5 T2SL na may Sb group 0.5 bilang aktibong layer ng APDphotodetector. Pangunahing lumalaki ang InAs/InAsSb T2SL sa mga substrate ng GaSb, kaya kailangang isaalang-alang ang papel ng GaSb sa pamamahala ng strain. Sa esensya, ang pagkamit ng strain equilibrium ay nagsasangkot ng paghahambing ng average na lattice constant ng isang superlattice para sa isang panahon sa lattice constant ng substrate. Sa pangkalahatan, ang tensile strain sa InAs ay binabayaran ng compressive strain na ipinakilala ng InAsSb, na nagreresulta sa isang mas makapal na layer ng InAs kaysa sa InAsSb layer. Sinusukat ng pag-aaral na ito ang mga katangian ng pagtugon ng photoelectric ng avalanche photodetector, kabilang ang parang multo na tugon, madilim na agos, ingay, atbp., at na-verify ang pagiging epektibo ng disenyo ng stepped gradient layer. Ang epekto ng pagpaparami ng avalanche ng avalanche photodetector ay pinag-aaralan, at tinatalakay ang kaugnayan sa pagitan ng multiplication factor at ng incident light power, temperatura at iba pang mga parameter.
FIG. (A) Schematic diagram ng InAs/InAsSb long-wave infrared APD photodetector; (B) Schematic diagram ng mga electric field sa bawat layer ng APD photodetector.
Oras ng post: Ene-06-2025