InGaAs fotodetektoryny tanyşdyryň

TanyşdyryňInGaAs fotodetektory

InGaAs ýokary jogap bermek üçin ideal materiallaryň biridir weýokary tizlikli fotodetektorBirinjiden, InGaAs göni zolak aralygy bolan ýarymgeçiriji materialdyr we onuň zolak aralygynyň giňligi In we Ga arasyndaky gatnaşyk bilen sazlanyp bilner, bu bolsa dürli tolkun uzynlyklaryndaky optiki signallary anyklamaga mümkinçilik berýär. Olaryň arasynda In0.53Ga0.47As InP substrat toruna ajaýyp gabat gelýär we optiki aragatnaşyk zolagynda örän ýokary ýagtylyk siňdiriş koeffisiýentine eýedir. Ol taýýarlamakda iň köp ulanylýan materialdyr.fotodetektorşeýle hem iň ajaýyp garaňky tok we jogapkärlik görkezijisine eýedir. Ikinjiden, InGaAs we InP materiallary elektron sürüş tizliginiň deňeşdirme boýunça ýokary bolmagyna eýedir, olaryň doýgun elektron sürüş tizlikleri takmynan 1 × 107 sm/s. Şol bir wagtyň özünde, belli bir elektrik meýdanlarynda InGaAs we InP materiallary elektron tizliginiň artykmaç täsirini görkezýär, olaryň artykmaç tizlikleri degişlilikde 4 × 107 sm/s we 6 × 107 sm/s ýetýär. Bu has ýokary geçiş geçirijilik zolagyna ýetmäge ýardam edýär. Häzirki wagtda InGaAs fotodetektorlary optiki aragatnaşyk üçin iň esasy fotodetektordyr. Bazarda ýüz-hadysa birikdiriş usuly iň köp ýaýrandyr. 25 Gaud/s we 56 Gaud/s bolan ýüz-hadysa detektor önümleri eýýäm köpçülikleýin öndürilip bilner. Kiçi ölçegli, yza-hadysa we ýokary geçirijilik zolagy bolan ýüz-hadysa detektorlary hem işlenip düzüldi, esasan ýokary tizlik we ýokary doýgunlyk ýaly ulanylyşlar üçin. Şeýle-de bolsa, olaryň birikdiriş usullarynyň çäklendirmeleri sebäpli, ýerüsti düşýän detektorlary beýleki optoelektron enjamlar bilen integrasiýa etmek kyn. Şonuň üçin, optoelektron integrasiýa isleginiň artmagy bilen, ajaýyp öndürijilikli we integrasiýa üçin amatly tolkun geçirijili birikdirilen InGaAs fotodetektorlary kem-kemden ylmy-barlaglaryň merkezine öwrüldi. Olaryň arasynda 70GHz we 110GHz täjirçilik InGaAs fotodetektor modullarynyň hemmesi diýen ýaly tolkun geçirijili birikdiriş gurluşlaryny ulanýar. Substrat materiallarynyň tapawudyna görä, tolkun geçirijili birikdirilen InGaAs fotodetektorlaryny esasan iki görnüşe bölüp bolýar: INP esasly we Si esasly. InP substratlarynda epitaksial material ýokary hilli we ýokary öndürijilikli enjamlary öndürmek üçin has amatlydyr. Şeýle-de bolsa, Si substratlarynda ösdürilip ýetişdirilen ýa-da birikdirilen III-V topar materiallary üçin, InGaAs materiallary bilen Si substratlarynyň arasyndaky dürli gabat gelmezlikler sebäpli, materialyň ýa-da interfeýsiň hili deňeşdirme boýunça pes we enjamlaryň işini gowulandyrmak üçin henizem uly mümkinçilikler bar.

Fotodetektoryň dürli ulanyş gurşawlarynda, esasanam ekstremal şertlerde durnuklylygy hem amaly ulanylyşlarda esasy faktorlaryň biridir. Soňky ýyllarda köp üns çekýän perowskit, organiki we iki ölçegli materiallar ýaly täze görnüşli detektorlar, materiallaryň özleriniň daşky gurşaw faktorlaryndan aňsatlyk bilen täsirlenýändigi sebäpli uzak möhletli durnuklylyk babatda köp kynçylyklara duçar bolýarlar. Şol bir wagtyň özünde, täze materiallaryň integrasiýa prosesi henizem kämil däl we giň möçberli önümçilik we netijeliligiň yzygiderliligi üçin mundan beýläk-de gözleg işleri zerurdyr.

Häzirki wagtda induktorlaryň ornaşdyrylmagy enjamlaryň geçirijilik ukybyny netijeli artdyryp bilse-de, sanly optiki aragatnaşyk ulgamlarynda meşhur däl. Şonuň üçin, enjamyň parazit RC parametrlerini has-da azaltmak üçin negatiw täsirlerden nädip gaça durmalydygy ýokary tizlikli fotodetektoryň ylmy ugurlarynyň biridir. Ikinjiden, tolkun geçirijisi bilen baglanyşykly fotodetektorlaryň geçirijilik ukyby artýarka, geçirijilik ukyby bilen jogapkärlik arasyndaky çäklendirme ýene-de ýüze çykyp başlaýar. 200 GHz-den ýokary 3dB geçirijilik ukyby bolan Ge/Si fotodetektorlary we InGaAs fotodetektorlary barada habar berilse-de, olaryň jogapkärçiligi kanagatlanarly däl. Gowy jogapkärligi saklap, geçirijilik ukybyny nädip artdyrmalydygy möhüm ylmy tema bolup, ony çözmek üçin täze proseslere laýyk materiallaryň (ýokary hereketlilik we ýokary siňdiriş koeffisiýenti) ýa-da täze ýokary tizlikli enjam gurluşlarynyň girizilmegini talap edip biler. Mundan başga-da, enjamyň geçirijilik ukyby artýarka, mikrotolkunly fotonik baglanyşyklarda detektorlaryň ulanylyş senariýleri kem-kemden artar. Optiki aragatnaşykda kiçi optiki güýç düşüşinden we ýokary duýgurlykly anyklaýyşdan tapawutlylykda, bu senariý ýokary geçirijilik ukyby esasynda ýokary kuwwatly düşüş üçin ýokary doýgunlyk güýjüne isleg bildirýär. Şeýle-de bolsa, ýokary geçirijilikli enjamlar adatça kiçi ölçegli gurluşlary ulanýarlar, şonuň üçin ýokary tizlikli we ýokary doýgunlyk güýji bolan fotodetektorlary öndürmek aňsat däl we enjamlaryň daşaýjysyny çykarmakda we ýylylyk ýaýratmakda has köp täzelikler gerek bolup biler. Ahyrsoňy, ýokary tizlikli detektorlaryň garaňky tokuny azaltmak, tor gabat gelmeýän fotodetektorlaryň çözmeli meselesi bolmagynda galýar. Garaňky tok, esasan, materialyň kristal hiline we ýüz ýagdaýyna baglydyr. Şonuň üçin, ýokary hilli geteroepitaksiýa ýa-da tor gabat gelmeýän ulgamlaryň aşagynda baglanyşyk döretmek ýaly esasy prosesler has köp ylmy-barlag işlerini we maýa goýumlaryny talap edýär.