Soňky ösüşlerýokary duýgurlykly gar uçguny fotodetektorlary
Otag temperaturasynda ýokary duýgurlyk 1550 nmgar uçguny fotodiod detektory
Ýakyn infragyzyl (SWIR) zolagynda ýokary duýgurlykly ýokary tizlikli gar uçguny diodlary optoelektron aragatnaşykda we liDAR ulanylyşlarynda giňden ulanylýar. Şeýle-de bolsa, häzirki wagtda indiý galliý myşsag gar uçgunynyň döwülme diody (InGaAs APD) tarapyndan agdyklyk edilýän ýakyn infragyzyl gar uçguny fotodiody (APD) hemişe däp bolan köpeltme sebit materiallary bolan indiý fosfidiň (InP) we indiý alýumin myşsagynyň (InAlAs) tötänleýin çaknyşyk ionlaşma şowhuny bilen çäklendirilip, enjamyň duýgurlygynyň ep-esli peselmegine getirdi. Ýyllaryň dowamynda köp sanly ylmy işgärler InGaAs we InP optoelektron platforma prosesleri bilen utgaşykly we köpçülikleýin kremniý materiallaryna meňzeş örän pes täsirli ionlaşma şowhuny görkezijilerine eýe bolan täze ýarymgeçiriji materiallary işjeň gözleýärler.
1550 nm täze gar uçguny fotodiod detektory LiDAR ulgamlarynyň ösüşine kömek edýär
Beýik Britaniýada we ABŞ-da ylmy işgärler topary ilkinji gezek täze, ýokary duýgurlykly 1550 nm APD fotodetektoryny üstünlikli işläp düzdi (gar uçguny fotodetektory), LiDAR ulgamlarynyň we beýleki optoelektroniki ulanylyşlaryň işini ep-esli gowulandyrmagy wada berýän täzelik.
Täze materiallar esasy artykmaçlyklary hödürleýär
Bu ylmy işiň iň esasy aýratynlygy materiallaryň innowasion ulanylyşydyr. Barlagçylar siňdiriş gatlagy hökmünde GaAsSb-ni, köpeltme gatlagy hökmünde bolsa AlGaAsSb-ni saýladylar. Bu dizaýn däp bolan InGaAs/InP-den tapawutlanýar we uly artykmaçlyklary getirýär:
1.GaAsSb siňdiriş gatlagy: GaAsSb InGaAs-a meňzeş siňdiriş koeffisiýentine eýedir we GaAsSb siňdiriş gatlagyndan AlGaAsSb-a (köpeltmek gatlagy) geçmek has aňsat bolup, duzak täsirini azaldýar we enjamyň tizligini we siňdiriş netijeliligini ýokarlandyrýar.
2.AlGaAsSb köpeldiji gatlagy: AlGaAsSb köpeldiji gatlagy öndürijilik babatda däp bolan InP we InAlAs köpeldiji gatlaklaryndan has gowy. Ol esasan otag temperaturasynda ýokary gazançda, ýokary geçirijilik zolagynda we örän pes artykmaç şowhunda öz beýanyny tapýar.
Ajaýyp görkezijiler bilen
TäzeAPD fotodetektory(gar uçguny fotodiod detektory) şeýle hem iş görkezijilerinde ep-esli gowulandyrmalary hödürleýär:
1. Ultra ýokary gazanç: Otagyň temperaturasynda 278-e deň bolan ultra ýokary gazanç gazanyldy we ýakynda doktor Jin Sýao gurluş optimizasiýasyny we prosesi gowulandyrdy we iň ýokary gazanç M=1212-ä çenli ýokarlandyryldy.
2. Gaty pes ses: gaty pes artykmaç sesi görkezýär (F < 3, güýçlendirme M = 70; F <4, güýçlendirme M=100).
3. Ýokary kwant netijeliligi: iň ýokary gazanç ýagdaýynda kwant netijeliligi 5935.3% -e çenli ýokary. Güýçli temperatura durnuklylygy: pes temperaturada döwülme duýgurlygy takmynan 11.83 mV/K.
1-nji surat APD-niň artykmaç şowhunyfotodetektor enjamlarybeýleki APD fotodetektorlary bilen deňeşdirilende
Giň ulanyş mümkinçilikleri
Bu täze APD liDAR ulgamlary we foton ulanylyşlary üçin möhüm ähmiýete eýedir:
1. Signal-şowhun gatnaşygynyň gowulanmagy: Ýokary güýçlendirme we pes şowhun häsiýetnamalary signal-şowhun gatnaşygyny ep-esli gowulandyrýar, bu bolsa parnik gazlarynyň gözegçiligi ýaly fotonlar az bolan gurşawlarda ulanmak üçin örän möhümdir.
2. Güýçli utgaşyklylyk: Täze APD fotodetektory (garçgy fotodetektory) häzirki indiý fosfid (InP) optoelektronika platformalary bilen utgaşykly bolmak üçin döredildi we bar bolan täjirçilik aragatnaşyk ulgamlary bilen bökdençsiz integrasiýany üpjün edýär.
3. Ýokary iş netijeliligi: Ol otagyň temperaturasynda çylşyrymly sowadyş mehanizmleri bolmazdan netijeli işläp bilýär, dürli amaly ulanylyşlarda ýerleşdirilmegini ýeňilleşdirýär.
Bu täze 1550 nm SACM APD fotodetektorynyň (gar uçguny fotodetektory) işlenip düzülmegi bu ugurda uly öňegidişlik bolup durýar. Adaty APD fotodetektorynyň (gar uçguny fotodetektory) dizaýnlarynda artykmaç ses we güýçlendiriji geçirijilik önümleri bilen baglanyşykly esasy çäklendirmeleri aradan aýyrýar. Bu innowasiýa liDAR ulgamlarynyň, esasanam pilotsyz liDAR ulgamlarynda, şeýle hem boş giňişlikdäki aragatnaşygyň mümkinçiliklerini ýokarlandyrmagyna garaşylýar.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 13-nji ýanwary